Cos’è la comunicazione molecolare e a cosa serve

Bene, siamo lieti di vederti qui, nell’articolo troverai: Cos’è la comunicazione molecolare e a cosa serve.

I sistemi di comunicazione odierni utilizzano segnali elettrici o elettromagnetici per raggiungere una portata globale. Tuttavia, la tecnologia è arrivata al punto in cui app e dispositivi sono così piccoli che questi tipi di segnali sono inutili; tale è il caso di nanorobot. Ciò richiede un nuovo modo di comunicare ed è allora che l’idea di usare lo stesso sistemi di comunicazione molecolare che esistono all’interno degli esseri viventi.

Cos’è la comunicazione molecolare?

Uso di molecole, batteri e altri microrganismi segnali chimici per comunicare tra loro. La comunicazione molecolare si ispira a questo per progettare un mezzo di comunicazione in cui vengono utilizzate particelle di informazioni codificate nel trasmettitore, le quali, una volta giunte al ricevitore, vengono rilevate e decodificate mediante un processo biochimico.

Vantaggi della comunicazione molecolare

I principali vantaggi di questa comunicazione rispetto ai sistemi di trasmissione sono, da un lato, la compatibilità biologica e, dall’altro, il efficienza energetica.

Sebbene questa tecnologia non possa ancora essere utilizzata, i suoi progressi sono essenziali per la somministrazione dei farmaci e il controllo delle malattie; lo sviluppo delle città intelligenti; agroindustria e altri settori.

Sistema di comunicazione molecolare

La comunicazione molecolare aumenta la possibilità di trasmettere informazioni attraverso molecole biologiche, biosintetiche o nanomacchine che circolano in mezzi acquosi o gassosi. Tuttavia, il sistema di comunicazione è identico a quello tradizionale con un trasmettitore, un ricevitore e un canale.

Trasmettitore

Il trasmettitore in questo caso è la particella biologica, che potrebbe essere una proteina o un composto sintetico, come nanoparticelle di carbonio o oro, o un dispositivo robotico microscopico. Questo trasmettitore è responsabile della generazione dell’energia necessaria per creare e immagazzinare particelle.

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Canale

In questo caso si tratta di un ambiente acquoso o gassoso in cui le particelle si propagano per diffusione libera, diffusione first-hit, propagazione assistita da batteri, propagazione neurochimica, propagazione assistita da flusso, propagazione gap-junction, propagazione mediante l’uso di motori molecolari, kinesine nei microtubuli, motilità dei microtubuli nelle kinesine stazionarie, ecc.

Cos'è la comunicazione molecolare e a cosa serve

In base alla loro architettura, i meccanismi di propagazione possono essere classificati come:

  • Architetture basate sul percorrere un percorso specifico attraverso sostanze veicolanti. Ad esempio, motori molecolari e batteri. Il suo vantaggio è che il percorso delle informazioni può essere previsto.
  • Architetture basate sul flusso. In questi casi le molecole viaggiano per diffusione su un fluido (prevedibile in flusso e turbolenza) e si può utilizzare un convogliatore con movimenti limitati. Ad esempio, gli ormoni nel sangue.
  • Architetture basate su broadcast. Qui le molecole si propagano per il loro movimento naturale, ma risentono della turbolenza del fluido.

ricevitore

Il ricevitore in questi casi ha sensori che misurano la presenza o l’assenza di informazioni nelle particelle. Può anche rilevare e correggere errori causati da ritardi dovuti a turbolenze o collisioni di particelle.

I processi di ricezione sono divisi in due tipi: per assorbimento e per sintesi. In altre parole, potrebbero esserci recettori per molecole specifiche che vengono sintetizzate all’interno di una cellula. È anche possibile posizionare tutti i componenti all’interno di una cella sintetica.

Altre possibilità sono da usare materiali magnetici, per esempio: un disturbo che si propaga come onde di spin; o utilizzare l’elaborazione su scala nanometrica.

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