Mechini ea lisele

Khau ea 2016 ea Nobel in Chemistry e fuoe katleho e makatsang ea ho kopanya limolek'hule tse sebetsang joalo ka lisebelisoa tsa mochini. Leha ho le joalo, ho ke ke ha boleloa hore khopolo ea ho etsa mechine e menyenyane ke khopolo ea pele ea motho. Mme kgetlong lena tlhaho e ne e le ya pele.

Mechini ea limolek'hule e filoeng (ho feta ka eona sehloohong se hlahang khatisong ea January ea MT) ke mohato oa pele o lebisang theknoloji e ncha e ka fetolang bophelo ba rona haufinyane. Empa 'mele ea lintho tsohle tse phelang e tletse mekhoa e nang le nano-size e tšehetsang tšebetso e ntle ea lisele.

Bohareng…

... lisele li na le nucleus, 'me boitsebiso ba liphatsa tsa lefutso bo bolokiloe ho eona (libaktheria ha li na nucleus e arohaneng). Molek'hule ea DNA ka boeona ea hlolla - e na le likarolo tse fetang limilione tse likete tse 6 (li-nucleotides: nitrogenous base + deoxyribose sugar + masala a phosphoric acid), ho etsa likhoele tse nang le bolelele ba limithara tse ka bang 2. Hape ha re batho ba nang le litlaleho tabeng ena, hobane ho na le lintho tse phelang tseo DNA ea tsona e nang le li-nucleotide tse libilione tse makholo. E le ho kenya molek’hule oa tonanahali ka har’a khubu, e sa bonahaleng ka mahlo, likhoele tsa DNA lia sotheha hammoho hore e be helix (double helix) ebe li phutheloa ho pota-pota liprotheine tse khethehileng tse bitsoang histones. Sele e na le mochine o khethehileng oa ho sebetsa le database ena.

U tlameha ho lula u sebelisa lintlha tse fumanehang ho DNA: bala tatellano ea liprotheine tseo u li hlokang ka nako e itseng (ho ngoloa), 'me nako le nako u kopitse database eohle ho arola sele (ho pheta-pheta). E 'ngoe le e 'ngoe ea mehato ena e kenyelletsa ho manolla nucleotide helix. Ketsahalo ena e sebelisa helicase ea enzyme, e tsamaeang ho pota-potile 'me - joalo ka lekhalo - e e arola ka likhoele ka bomong (ntho eohle e tšoana le lehalima). Enzyme e sebetsa e sebelisa matla a lokolloang ka lebaka la ho robeha ha sejari sa matla sa bokahohleng sa sele - ATP (adenosine triphosphate).

Mohlala oa molek'hule oa ATP. Ho eketsoa le ho tlosoa ha masala a phosphate (ka ho le letšehali) ho hokahanya phapanyetsano ea matla ka lik'hemik'hale tsa cellular.

Hona joale u ka qala ho kopitsa likhechana tsa liketane, tse etsoang ke RNA polymerase, hape e tsamaisoang ke matla a teng ho ATP. Enzyme ena e tsamaea le khoele ea DNA ebe e etsa karolo ea RNA (e nang le tsoekere, ribose ho e-na le deoxyribose), e leng setšoantšo seo liprotheine li entsoeng ho sona. Ka lebaka leo, DNA e bolokiloe (ho qoba ho phutholoha kamehla le ho bala likaroloana) 'me, ho phaella moo, liprotheine li ka bōptjoa ho pholletsa le sele, eseng feela ka har'a khubu.

Kopi e batlang e se na liphoso e fanoa ke DNA polymerase, e sebetsang ka ho tšoana le RNA polymerase. Enzyme e tsamaea ho bapa le khoele ebe e haha ​​karolo ea eona. Ha molek’hule e ’ngoe ea enzyme ena e tsamaea le khoeleng ea bobeli, phello e ba lihele tse peli tse feletseng tsa DNA. Enzyme e hloka "bathusi" ba 'maloa ho qala ho kopitsa, ho kopanya likotoana le ho tlosa matšoao a sa hlokahaleng. Leha ho le joalo, DNA polymerase e na le "bofokoli ba tlhahiso". E khona ho tsamaea ka tsela e le 'ngoe feela. Ho pheta-pheta ho hloka hore ho thehoe seo ho thoeng ke se qalang, seo ho kopitsoa ha sebele ho qalang ho sona. Hang ha e phethiloe, li-primers lia tlosoa, 'me, kaha polymerase ha e na bekapo, e khutsufatsoa ka kopi e' ngoe le e 'ngoe ea DNA. Lintlheng tsa khoele ho na le likaroloana tse sireletsang tse bitsoang li-telomere, tse sa hlokeng liprotheine leha e le life. Ka mor'a ho sebelisoa ha tsona (ho batho, ka mor'a ho pheta-pheta hoo e ka bang 50), li-chromosome li khomarela 'me li baloa ka phoso, e leng se bakang lefu la lisele kapa phetoho ea eona ho kankere. Kahoo, nako ea bophelo ba rōna e lekanngoa ka oache ea telomere.

Ho kopitsa DNA ho hloka hore li-enzyme tse ngata li sebetse hammoho.

Molekhule o lekanang le DNA o lula o senyeha. Sehlopha se seng sa li-enzyme, seo le sona se sebetsang e le mechine e khethehileng, se sebetsana le ho hlōleha. Tlhaloso ea karolo ea bona e ile ea fuoa moputso oa k'hemistri ka 2015 (bona sengoloa sa Pherekhong 2016 bakeng sa tlhaiso-leseling e batsi).

Hare...

... lisele li na le cytoplasm - ho emisoa ha likarolo tse li tlatsang ka mesebetsi e fapaneng ea bohlokoa. Cytoplasm eohle e koahetsoe ke marang-rang a metsoako ea protheine e etsang cytoskeleton. Li-microfibers tsa contractile li lumella sele ho fetola sebopeho sa eona, ho e lumella ho khasa le ho tsamaisa litho tsa eona tse ka hare. Cytoskeleton e boetse e kenyelletsa li-microtubules, i.e. li-tubes tse nang le limolek'hule tsa protheine. Tsena ke lintho tse thata haholo (tube e sekoti e lula e le thata ho feta molamu o le mong oa bophara bo lekanang) tse etsang sele, 'me e' ngoe ea mechine e sa tloaelehang ea limolek'hule e tsamaea haufi le tsona - liprotheine tse tsamaeang (ka ho toba!).

Li-microtubules li na le lipheletso tsa motlakase. Liprotheine tse bitsoang dyneins li fallela sebakeng se fosahetseng, ha li-kinesins li tsamaea ka tsela e fapaneng. Ka lebaka la matla a lokolloang ho senyeha ha ATP, sebōpeho sa liprotheine tse tsamaeang (tse tsejoang hape e le liprotheine tsa motlakase kapa tsa lipalangoang) li fetoha ka ho pota-pota, ho li lumella ho tsamaea joaloka letata holim'a li-microtubules. Limolek'hule li na le "khoele" ea protheine, ho fihlela qetellong ea molek'hule e 'ngoe e kholo kapa bubble e tletseng lihlahisoa tsa litšila e ka khomarela. Sena sohle se tšoana le roboto eo, ha e ntse e tsokotsa, e hulang balune ka khoele. Liprotheine tse bilikang li tsamaisa lintho tse hlokahalang ho li isa libakeng tse nepahetseng ka seleng ebe li tsamaisa likarolo tsa eona tse ka hare.

Hoo e ka bang liphetoho tsohle tse etsahalang seleng li laoloa ke li-enzyme, tseo ntle ho tsona liphetoho tsena li neng li ke ke tsa etsahala le ka mohla. Li-enzyme ke li-catalyst tse sebetsang e le mechini e khethehileng ho etsa ntho e le 'ngoe (hangata li potlakisa karabelo e le 'ngoe feela). Ba hapa li-substrates tsa phetoho, ba li behe ka mokhoa o nepahetseng ho e mong, 'me ka mor'a hore ts'ebetso e phethoe, ba lokolla lihlahisoa ebe ba qala ho sebetsa hape. Kamano le roboto ea indasteri e etsang liketso tse sa feleng e nepahetse.

Limolek'hule tse tsamaisang matla a intracellular li thehoa e le sehlahisoa sa letoto la karabelo ea lik'hemik'hale. Leha ho le joalo, mohloli o ka sehloohong oa ATP ke mosebetsi oa mochine o rarahaneng ka ho fetisisa oa sele - ATP synthase. Palo e kholo ka ho fetisisa ea limolek'hule tsa enzyme ena e fumanoa mitochondria, e sebetsang e le "limela tsa matla" tsa cellular.

ATP synthase - top: karolo e ankora

ka lera, drive shaft, sekhechana se ikarabellang

bakeng sa motsoako oa ATP

Nakong ea ts'ebetso ea oxidation ea bioloji, li-ion tsa haedrojene tse tsoang ka hare ho likarolo tsa mitochondria li isoa ka ntle, e leng ho etsang hore ho be le gradient (phapang ea concentration) mahlakoreng ka bobeli a lera la mitochondrial. Boemo bona ha bo tsitsitse mme ho na le tšekamelo ea tlhaho ea ho leka-lekanya likhakanyo, e leng seo ATP synthase e se sebelisang. Enzyme e na le likarolo tse 'maloa tse tsamaeang le tse emeng. Sekhechana se nang le likanale tseo li-ion tsa haedrojene tse tsoang tikolohong li ka kenang ka har'a mitochondria li behiloe ka har'a lera. Liphetoho tsa sebopeho se bakoang ke ho sisinyeha ha tsona li potoloha karolo e 'ngoe ea enzyme - ntho e telele e sebetsang e le molamu oa koloi. Ka lehlakoreng le leng la molamu, ka hare ho mitochondria, karolo e 'ngoe ea tsamaiso e khomaretsoe ho eona. Ho potoloha ha shaft ho baka ho potoloha ha sekhechana sa ka hare, moo - libakeng tse ling - li-substrates tsa ATP-forming reaction li khomaretsoe, 'me joale - libakeng tse ling tsa rotor - motsoako o phethiloeng oa matla a phahameng. lokolloa.

'Me lekhetlong lena ha ho thata ho fumana papiso lefatšeng la theknoloji ea batho. Ke jenereithara ea motlakase feela. Ho phalla ha li-ion tsa haedrojene ho etsa hore lielemente li tsamaee ka har'a mochini oa molek'hule o sa tsamaeeng ka har'a lera, joalo ka mahare a turbine a tsamaisoang ke mouoane oa metsi. Shaft e fetisetsa koloi ho tsamaiso ea sebele ea moloko oa ATP. Joalo ka li-enzyme tse ngata, synthase e ka sebetsa ka lehlakoreng le leng mme ea senya ATP. Ts'ebetso ena e khanna enjene e ka hare, eo, ka shaft, e tsamaisang likarolo tse tsamaeang tsa sekhechana sa lera. Sena, le sona se lebisa ho pompeng ha li-ion tsa haedrojene ho tsoa ho mitochondria. Kahoo, pompo ea motlakase. Mohlolo oa limolek'hule oa tlhaho.

Ho ea fihla meeling...

...Pakeng tsa sele le tikoloho ho na le lera la sele le arolang taolo ya ka hare ho moferefere wa lefatshe le kantle. E na le likarolo tse peli tsa limolek'hule, tse nang le likarolo tsa hydrophilic ("tse ratang metsi") tse shebaneng le likarolo tsa hydrophobic ("ho qoba metsi") tse shebaneng. Lera le boetse le na le limolek'hule tse ngata tsa protheine. 'Mele o tlameha ho kopana le tikoloho: ho monya lintho tseo o li hlokang le ho ntša litšila. Lik'hemik'hale tse ling tse nyenyane tsa molek'hule (tse kang metsi) li ka feta lera ka mahlakoreng ka bobeli ho ea ka "concentration gradient". Ho ata ha tse ling ho thata, 'me sele ka boeona e laola ho monya ha tsona. Ka mor'a moo, ho sebelisoa mechine ea cellular—conveyor le likanale tsa ion—ho fetisetsoa.

Conveyor e tlama ion kapa molek'hule ebe e e tsamaisa le eona ka lehlakoreng le leng la lera (ha eona e le nyane) kapa - ha e feta lera kaofela - e tsamaisa karoloana e bokeletsoeng ebe e e lokolla pheletsong e 'ngoe. Ehlile, li-conveyors li sebetsa ka litsela tse peli 'me li "khetha" haholo - hangata li tsamaisa mofuta o le mong feela oa ntho. Liteishene tsa Ion li bonts'a phello e ts'oanang ea ts'ebetso empa mokhoa o fapaneng. Li ka bapisoa le sefe. Lipalangoang ka likanale tsa ion ka kakaretso li latela sekhahla sa mahloriso (ho tloha holimo ho ea ho li-ion tse tlase ho fihlela li theoha). Ka lehlakoreng le leng, mekhoa ea intracellular e laola ho bula le ho koaloa ha litemana. Liteishene tsa Ion li boetse li bonts'a khetho e phahameng mabapi le likaroloana tse fetisoang.

Ion channel (ka ho le letšehali) le liphaephe tse sebetsang

The flagellum ea baktheria ke mokhoa oa sebele oa ho khanna

Ho na le mochine o mong o thahasellisang oa limolek'hule ka har'a lesela la sele - the flagellum drive, e tiisang hore ho tsamaea ka mafolofolo ha libaktheria. Ke protheine ea motlakase e nang le likarolo tse peli: karolo e emeng (stator) le karolo e potolohang (rotor). Ho sisinyeha ho bakoa ke ho phalla ha li-ion tsa haedrojene ho tloha lera ho kena ka seleng. Ba kenya mocha ka har'a stator ebe ba kena karolong ea distal, e leng ho rotor. Ho kena ka har'a sele, li-ion tsa haedrojene li tlameha ho fumana tsela ea tsona ho ea karolong e latelang ea mocha, e leng hape ho stator. Leha ho le joalo, rotor e tlameha ho potoloha hore likanale li kopane. Qetello ea rotor, e hlahelletseng ka nģ'ane ho sele, e kobehile, 'me flagellum e tenyetsehang e khomaretsoe ho eona, e potoloha joaloka rotor ea helicopter.

Ke lumela hore tlhahlobo ena e khuts'oane ea lisebelisoa tsa cellular e tla hlakisa hore meralo e hapileng ea bahapi ba Moputso oa Nobel, ntle le ho kheloha katleho ea bona, e ntse e le hole le tlholo e phethahetseng ea ho iphetola ha lintho.