Molecular self-assembly
வேதியியல் மற்றும் பொருள் அறிவியலில், மூலக்கூறு சுய-அசெம்பிளி என்பது மூலக்கூறுகள் வெளி மூலத்திலிருந்து வழிகாட்டுதல் அல்லது மேலாண்மை இல்லாமல் ஒரு வரையறுக்கப்பட்ட ஏற்பாட்டை ஏற்றுக்கொள்வதற்கான செயல்முறையாகும். இரண்டு வகையான சுய-கூட்டங்கள் உள்ளனஃ மூலக்கூறுகளுக்கிடையேயான மற்றும் மூலக்கூறுகளுக்கிடையேயான. பொதுவாக, மூலக்கூறு சுய-அசெம்பிளி என்ற சொல் முந்தையதைக் குறிக்கிறது, அதே நேரத்தில் பிந்தையது பொதுவாக மடிப்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது. மூலக்கூறு அமைப்புகள் மூலக்கூறு சுய அசெம்பிளி என்பது மூலக்கூறு வேதியியலில் ஒரு முக்கிய கருத்தாகும். ஏனென்றால், இத்தகைய அமைப்புகளில் மூலக்கூறுகளின் அசெம்பிளி சகப்பிணைப்பு அல்லாத தொடர்புகள் (எ. கா., ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு, உலோக ஒருங்கிணைப்பு, ஹைட்ரோபோபிக் சக்திகள், வான் டெர் வால்ஸ் சக்திகள், பை-ஸ்டேக்கிங் தொடர்புகள் மற்றும்/அல்லது நிலைமின்னியல்) மற்றும் மின்காந்த தொடர்புகள் மூலம் இயக்கப்படுகிறது. பொதுவான எடுத்துக்காட்டுகளில் கொலாய்டுகள், உயிர் மூலக்கூறு ஒடுக்கங்கள், மைஸெல்ல்கள், வெசிகிள்கள், திரவ படிக கட்டங்கள் மற்றும் மேற்பரப்பு மூலக்கூறுகளால் லாங்முயர் மோனோலெயர்கள் உருவாக்கம் ஆகியவை அடங்கும். சூப்பர் மூலக்கூறு கூட்டங்களின் மேலும் எடுத்துக்காட்டுகள் மூலக்கூறு சுய-கூட்டத்தைப் பயன்படுத்தி பல்வேறு வடிவங்கள் மற்றும் அளவுகளைப் பெற முடியும் என்பதை நிரூபிக்கின்றன. மூலக்கூறு சுய-அசெம்பிளி சவாலான மூலக்கூறு இடவியல் கட்டமைப்பை அனுமதிக்கிறது. ஒரு உதாரணம் போரோமியன் வளையங்கள், இன்டர்லாக்கிங் வளையங்கள், இதில் ஒரு வளையத்தை அகற்றுவது மற்ற வளையங்களில் ஒவ்வொன்றையும் திறக்கிறது. போரோமியன் வளையங்களின் மூலக்கூறு ஒப்புமையைத் தயாரிக்க டிஎன்ஏ பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளது. மிக சமீபத்தில், உயிரியல் அல்லாத கட்டுமானத் தொகுதிகளைப் பயன்படுத்தி இதேபோன்ற அமைப்பு தயாரிக்கப்பட்டுள்ளது. உயிரியல் அமைப்புகள் மூலக்கூறு சுய அசெம்பிளி உயிரியல் மேக்ரோமோலிகுலர் அசெம்பிளிகள் மற்றும் உயிரியல் மூலக்கூறு ஒடுக்கங்களின் கட்டுமானத்திற்கு அடித்தளமாக உள்ளது, எனவே இது உயிரணுக்களின் செயல்பாட்டிற்கு முக்கியமானது. இது சவ்வை உருவாக்க கொழுப்புகளின் சுய-அசெம்பிளியில் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது, தனிப்பட்ட இழைகளின் ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு மூலம் இரட்டை சுழல் டி. என். ஏ உருவாக்கம் மற்றும் புரதங்களின் அசெம்பிளி குவாட்டர்னரி கட்டமைப்புகளை உருவாக்குகிறது. தவறாக மடிக்கப்பட்ட புரதங்களை கரையாத அமிலாய்டு இழைகளாக மூலக்கூறு சுயமாக இணைப்பது தொற்று ப்ரியன் தொடர்பான நரம்பியக்கடத்தல் நோய்களுக்கு காரணமாகும். நானோ அளவிலான கட்டமைப்புகளின் மூலக்கூறு சுய-அசெம்பிளி குறிப்பிடத்தக்க β-கெராடின் லேமெல்லே/செட்டே/ஸ்பாடுலா கட்டமைப்புகளின் வளர்ச்சியில் ஒரு பங்கைக் கொண்டுள்ளது, இது கெக்கோக்களுக்கு சுவர்களை ஏறுவதற்கும் கூரை மற்றும் பாறை மேல்புறங்களை ஒட்டிக்கொள்வதற்கும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. புரோட்டீன் மல்டிமர்கள் ஒரு பாலிபெப்டைடின் பல பிரதிகள் ஒரு மரபணு சுய-கூட்டத்தால் குறியிடப்பட்டு ஒரு சிக்கலை உருவாக்கும் போது, இந்த புரத அமைப்பு "மல்டிமர்" என்று குறிப்பிடப்படுகிறது. மல்டிமர்-உருவாக்கும் பாலிபெப்டைடுகளை குறியாக்கம் செய்யும் மரபணுக்கள் பொதுவானதாகத் தோன்றுகின்றன. ஒரு குறிப்பிட்ட மரபணுவின் இரண்டு வெவ்வேறு பிறழ்ந்த அல்லீல்களால் உற்பத்தி செய்யப்படும் பாலிபெப்டைடுகளிலிருந்து ஒரு மல்டிமர் உருவாகும்போது, கலப்பு மல்டிமர் ஒவ்வொரு பிறழ்ந்தவற்றால் மட்டுமே உருவாக்கப்பட்ட கலக்கப்படாத மல்டிமர்களை விட அதிக செயல்பாட்டு செயல்பாட்டை வெளிப்படுத்தலாம். அத்தகைய சந்தர்ப்பத்தில், இந்த நிகழ்வு இன்ட்ராஜெனிக் காம்ப்ளிமெண்டேஷன் என்று குறிப்பிடப்படுகிறது. ஒரு திரவத்தில் மூழ்கி மற்ற மூலக்கூறுகளுடன் கலக்கும்போது, மின்னூட்ட ஏற்ற இறக்க சக்திகள் அருகிலுள்ள அண்டை மூலக்கூறுகளுடன் ஒத்த மூலக்கூறுகளின் தொடர்புக்கு சாதகமாக இருக்கும் என்று ஜெஹ்லே சுட்டிக்காட்டினார். நானோ தொழில்நுட்பம் மூலக்கூறு சுய அசெம்பிளி என்பது நானோ தொழில்நுட்பத்திற்கான கீழ்-மேல் அணுகுமுறைகளின் ஒரு முக்கிய அம்சமாகும். மூலக்கூறு சுய-கூட்டத்தைப் பயன்படுத்தி, இறுதி (விரும்பிய) அமைப்பு மூலக்கூறுகளின் வடிவம் மற்றும் செயல்பாட்டுக் குழுக்களில் திட்டமிடப்பட்டுள்ளது. லித்தோகிராஃபி போன்ற 'மேல்-கீழ்' நுட்பத்திற்கு மாறாக சுய-அசெம்பிளி ஒரு 'பாட்டம்-அப்' உற்பத்தி நுட்பம் என்று குறிப்பிடப்படுகிறது, அங்கு விரும்பிய இறுதி அமைப்பு ஒரு பெரிய தொகுதியிலிருந்து செதுக்கப்பட்டுள்ளது. மூலக்கூறு நானோ தொழில்நுட்பத்தின் ஊகக் கண்ணோட்டத்தில், எதிர்காலத்தின் மைக்ரோசிப்கள் மூலக்கூறு சுய-அசெம்பிளி மூலம் உருவாக்கப்படலாம். உயிரியல் பொருட்களுக்கான மூலக்கூறு சுய-அசெம்பிளியைப் பயன்படுத்தி நானோ கட்டமைப்பை உருவாக்குவதன் ஒரு நன்மை என்னவென்றால், அவை உடலால் உடைக்கக்கூடிய தனிப்பட்ட மூலக்கூறுகளாக மீண்டும் சிதைந்துவிடும். டிஎன்ஏ நானோ தொழில்நுட்பம் என்பது நானோ தொழில்நுட்ப இலக்குகளுக்கான கீழ்-மேல், சுய-அசெம்பிளி அணுகுமுறையைப் பயன்படுத்தும் தற்போதைய ஆராய்ச்சியின் ஒரு பகுதியாகும். டிஎன்ஏ நானோ தொழில்நுட்பம் டிஎன்ஏ மற்றும் பிற நியூக்ளிக் அமிலங்களின் தனித்துவமான மூலக்கூறு அங்கீகார பண்புகளைப் பயன்படுத்தி பயனுள்ள பண்புகளுடன் சுயமாக கூடிய கிளை கொண்ட டிஎன்ஏ வளாகங்களை உருவாக்குகிறது. டிஎன்ஏ இவ்வாறு உயிரியல் தகவல்களின் கேரியரை விட ஒரு கட்டமைப்பு பொருளாக பயன்படுத்தப்படுகிறது, சிக்கலான 2டி மற்றும் 3டி லட்டிஸ்கள் (ஓடு அடிப்படையிலானது மற்றும் "டிஎன்ஏ ஓரிகமி" முறையைப் பயன்படுத்துவது) மற்றும் முப்பரிமாண கட்டமைப்புகள் போன்ற கட்டமைப்புகளை உருவாக்க பாலிஹெட்ரா வடிவங்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த டிஎன்ஏ கட்டமைப்புகள் தங்க நானோ துகள்கள் மற்றும் ஸ்ட்ரெப்டாவிடின் புரதங்கள் போன்ற பிற மூலக்கூறுகளின் அசெம்பிளியில் வார்ப்புருக்களாகவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இரு பரிமாண மோனோலெயர்கள் இடைமுகங்களில் மூலக்கூறுகளின் ஒற்றை அடுக்கின் தன்னிச்சையான அசெம்பிளி பொதுவாக இரு பரிமாண சுய அசெம்பிளி என்று குறிப்பிடப்படுகிறது. இத்தகைய கூட்டங்களின் பொதுவான எடுத்துக்காட்டுகளில் ஒன்று லாங்முயர்-பிளாட்கெட் மோனோலெயர்கள் மற்றும் சர்ஃபாக்டண்டுகளின் பல அடுக்குகள் ஆகும். மேற்பரப்பு அல்லாத செயலில் உள்ள மூலக்கூறுகள் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட கட்டமைப்புகளிலும் ஒருங்கிணைக்கப்படலாம். மேற்பரப்பு அல்லாத செயலில் உள்ள மூலக்கூறுகள் திடமான இடைமுகங்களில் உயர்-வரிசை கட்டமைப்புகளில் ஒன்றிணைக்க முடியும் என்பதைக் காட்டும் ஆரம்ப நேரடி சான்றுகள் ஸ்கேனிங் டன்னலிங் நுண்ணோக்கியின் வளர்ச்சியுடன் வந்தன, அதன்பிறகு விரைவில். இறுதியில் 2டி கட்டமைப்புகளின் சுய-அசெம்பிளிக்கு இரண்டு உத்திகள் பிரபலமடைந்தன, அதாவது அல்ட்ரா-ஹை-வாக்யூம் படிவு மற்றும் திட-திரவ இடைமுகத்தில் அனீலிங் மற்றும் சுய-அசெம்பிளியைத் தொடர்ந்து சுய-அசெம்பிளி. அதிக படிக கட்டமைப்புகள் உருவாவதற்கு வழிவகுக்கும் மூலக்கூறுகள் மற்றும் நிலைமைகளின் வடிவமைப்பு இன்று நானோஸ்கோபிக் அளவில் 2டி படிக பொறியியலின் ஒரு வடிவமாக கருதப்படுகிறது. மேலும் காண்க அசெம்பிளி கோட்பாடு ஃபோல்டமர் ஐஸ்-நைன் மேக்ரோமோலிகுலர் அசெம்பிளி நானோ துகள்களின் சுய அசெம்பிளி சுப்ராமோலிகுலர் அசெம்பிளி குறிப்புகள் சுப்ராமோலிகுலர் வேதியியல் சுய அமைப்பு