Come funzionano i motori molecolari

In questa sezione del nostro blog ProgettoSani ti portiamo informazioni su: Come funzionano i motori molecolari.

Chiariamo prima cosa sono motori molecolari. chiamiamo il proteine che, dentro le cellule, trasformare l’energia chimica risultante dall’idrolisi dell’adenosina trifosfato o ATP in lavoro meccanico.

Queste proteine ​​alternano cicli di movimento in cui si uniscono e si separano dai substrati finché, incontrando una molecola di ATP, la proteina cambia forma.

Questi cambiamenti vengono apportati in tutta la struttura molecolare, che alterano l’affinità del substrato e la forma geometrica. Se la proteina non può muoversi perché è attaccata al substrato, diventa distorta, il che genera una forza che viene immagazzinata come energia elastica, facendo sì che la proteina rilevi rapidamente i cambiamenti nel potenziale chimico e compia il suo lavoro esterno in un tempo più lungo. .

L’insegnante Jacques Prost del Curie Institute è stato il primo a parlare di questi elementi negli ultimi tempi.

Importanza dei motori molecolari

Queste proteine ​​motrici sono di grande importanza biologica, in quanto agiscono in diversi processi vitali, come mitosi, trasporto di organelli all’interno delle cellule e contrazione muscolare. Sono inoltre presenti nei movimenti di tutti gli esseri viventi e possono essere utilizzati nelle nanomacchine.

Classi motorie molecolari

Esistono due tipi principali di motori molecolari: rotativo e lineare.

Il motori molecolari rotanti sono quelli coinvolti nella sintesi di ATP e nella propulsione dei batteri. Il motori molecolari lineari, Piuttosto, sono coinvolti nel trasporto cellulare e nella motilità, nella mitosi, nelle contrazioni muscolari, nel movimento delle ciglia e dei flagelli e nella rilevazione dei suoni.

Come funzionano i motori molecolari

Di recente sono state scoperte più varietà di motori molecolari appartenenti alla nanoscala, motivo per cui non è stato possibile studiarli adeguatamente, ma si intuisce che possano favorire lo sviluppo di tecnologie avanzate.

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Come funzionano i motori molecolari

In proteine ​​ATP Prendono il loro nome perché ottengono la loro energia attraverso l’idrolisi dell’ATP. Le molecole di ATP sono responsabili del trasporto di energia chimica nelle cellule e conservano energia per brevi periodi di tempo, allo stesso tempo sono instabili in quanto hanno due cariche negative che producono forze repulsive e dopo l’idrolisi il legame chimico si rompe. che produce molecole di ADP e Pi e genera anche energia che viene utilizzata dal motore per creare abilità motorie.

Il meccanismo chemiosmotico di Mitchell, che si verifica nella membrana mitocondriale, è responsabile della sintesi di queste molecole di ATP attraverso un sistema di trasporto di elettroni, che genera un gradiente di protoni su entrambi i lati della membrana e quindi questi vengono attratti da un compartimento intermembrana in cui gli elettroni si muovono in un unico direzione, che crea potenziale elettrico e genera movimento. Questo movimento viene utilizzato dai mitocondri per, grazie ad ADP e Pi, sintetizzare ATP.

miosina e chinesina

Queste due proteine ​​ATP sono le più importanti in quanto sono responsabili della contrazione muscolare e del trasporto del carico.

miosina

Le molecole di questa proteina sono composte da tre parti: una catena pesante e due catene leggere, Queste tre parti sono responsabili del movimento muscolare.

La catena pesante è attaccata ai filamenti e utilizza l’idrolisi dell’ATP e la differenza di cariche che questo genera per potersi muovere grazie ad un ciclo di repulsione e attrazione tra la catena e il filamento.

Dal canto suo, la prima catena leggera è quella che si occupa che l’energia generata dall’idrolisi raggiunga la catena pesante in modo che, quando i fosfati vengono liberati, possano avanzare insieme alla miosina che raggiunge così il successivo filamento positivo.

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Infine, la coda è formata dalla seconda catena leggera e regola l’attività del motore molecolare e la sua interazione con altre molecole.

chinesina

Questa proteina funziona come motore per trasportare carichi attraverso i microtubuli delle cellule e si muove in modo simile alla miosina: i due capi della chinesina cambiano posizione durante l’idrolisi dell’ATP, che genera movimento e si aiuta con i filamenti dei microtubuli in questo spostamento.

Le kinesine sono responsabili del trasporto di quei carichi che sono troppo grandi per essere diffusi o se questo processo è troppo lento, come accade nei grandi neuroni. Sono anche coinvolti nella divisione cellulare, nel trasporto e nella disposizione dei cromosomi ai poli cellulari prima della divisione.

motori molecolari sintetici

Molto recentemente, gli scienziati sono riusciti a creare motori molecolari sintetici molto primitivi che si muovono in una sola direzione. Questo è un passo avanti nella scienza e la prova che le proteine ​​e l’energia chimica possono essere sfruttate a vantaggio della tecnologia.

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