Machinae cellae

In 2016, Praemium Nobelianum in Chemia consideratum est ob momentum infigi - synthesis moleculorum quae agunt machinas mechanicas. Attamen affirmari non potest quod idea parvae machinae creationis idea humana est originalis. Et hoc tempore natura prima fuit.

Machinationes hypotheticae consideratae (plura de illis in articulo e Ianuario exitus MT) sunt primi gradus ad novam technologiam quae mox vitam nostram invertit. Corpora autem omnium organismi viventium plena sunt machinationibus nanoscales quae cellas habent efficaciter operantes.

In centro…

... Cellae nucleum continent, et informationes geneticae in ea repositae (bacteria nucleum separatum non habent). Moleculum ipsum DNA mirabile est - constat ex plus quam 6 miliardis elementis (nucleotidis: basi nitrogeno + deoxyriboso saccharo + phosphorico, residuo acido), staminibus cum tota longitudine circiter 2 metrorum formantibus. Et hac in re pugiles non sumus, quia organismi sunt quorum DNA centum miliardis nucleotidum constat. Ut pro tali moleculo giganteo in nucleo nudo oculo invisibili, fila DNA contorta in helix (helix duplici) circumfusa et circum peculiaria cursoria quae histona vocantur. Cellula peculiarem machinarum copiam cum hoc datorum labore habet.

Indiciis in DNA contentis uti constanter debes: lege sequentia quae codicem pro servo quo nunc opus est (trascriptione), et effingo totum database subinde ad cellam dividendam (replicatio). Singulis his gradibus implicat helix nucleotidum explicans. Ad hanc activitatem enzyme helicase adhibetur, quae in spiram et quasi cuneum movetur, eam in fila singula dividit (hoc enim simile fulguri est). Opera enzyme ob industriam dimissam propter naufragii energiae universalis ferebat cellae - ATP (triphosphatae adenosinae).

Exemplar ATP moleculo. Affectio et extensio reliquiarum phosphatarum (reliquiarum) industriam commutationem in reactionibus chemicis cellulosis praebent.

Nunc incipere potes exscribere fragmenta catenae, quae RNA polymerases facit, etiam ab energia quae in ATP contenta est. Enzyme per stratum DNA movet et regionem RNA (continet saccharo, ribosam pro deoxyriboso), quae est Formula in qua servo synthesantur. Quam ob rem, DNA conservatur (devitans assidue explicans et fragmentorum lectio), et praeterea servo per cellam, non solum in nucleo, creari possunt.

Exemplar liberum paene errorum praebet polymerase DNA, quod similiter agit in RNA polymerase. Enzyme per filum movet et eius instar aedificat. Cum alius moleculae huius enzyme in secundum litus secundo movetur, effectus est duo fila plenae DNA. Enzyme paucis eget "auxiliis" ut incipiatur exscribendi, fragmenta ligandi simul et notas extendendi superfluas removendo. Sed DNA polymerasis "defectum vestibulum" habet. Uno modo moveri potest. Replicatio requirit creationem incipientis sic dicti, a quo ipsa exscribenda incipit. Semel confecto, primarii sublati sunt et, cum polymerasium tergum non habet, cum DNA exemplar unumquodque minuit. Ad fines sequelae fragmenta tutelae vocantur telomeres quae nullum signum in servo. Post earum consumptionem (in hominibus, post 50 repetitiones) chromosomata cohaerent et cum erroribus leguntur, quae mortem cellam creat vel eius transformationem in carcinomati similem habent. Tempus itaque vitae nostrae horologii telomerici mensuratur.

Exemplar DNA requirit multas enzymes ad operandum.

A DNA mediocri moleculae damnum permanentem patitur. Alius coetus enzymes, machinis etiam specialibus agens, cum sollicitudine agit. Explicatio munererum suorum 2015 Praemium Chemiae consideratum est (plura indicia vide Ianuarias 2016 articulus).

Intus…

... cellulae cytoplasmum habent - suspensionem componentium quae variis functionibus vitalibus implent. Totus cytoplasmus tegitur retis dapibus structurarum quae cytoskeleton efficiunt. Contrahentes microfibrae cellulam suam figuram mutare permittunt, sino eam reptare et organa sua interna movere. Cytoskeleton etiam microtubulas includit, i.e. fistulae e servo. Haec elementa satis rigida sunt (tubus cavus semper rigidior quam una virga ejusdem diametri) quae cellulam formant, et nonnullae machinis hypotheticis rarissimis per eas moventur - servo ambulando (seu!).

Microtubulae electrically fines fines habent. Protenes dyneins vocati versus fragmentum negativum movent, dum kinesins in oppositum moventur. Per industriam e naufragii ATP emissi, figura ambulationis servo (etiam notae motoriae vel servo transportati) in cyclis mutationes, permittens eas sicut anas per microtubulas superficiei movere. Moleculae dapibus "filo" instructae sunt, ad quem finem alterum moleculae magnae vel bullae vastis fructibus refertae haerere possunt. Hoc totum simile est roboti, quem volvens filo tollit. Servans volvens substantias necessarias ad loca recta in cellam transferunt et eius elementa interna movent.

Omnes fere motus quae in cella fiunt per enzymes reguntur, sine quibus hae mutationes paene numquam eveniunt. Enzymes sunt catalysts qui agunt sicut machinis specialibus ad unum faciendum (saepe saepius unam particularem reactionem accelerant). Substrationes transmutationis capiunt, eas apte inter se componunt, et post exitum processus emittunt fructus et iterum incipit operari. Sodalitas cum robot industrialis actuositates sine fine repetitas peragendae verissima est.

Moleculae energiae intracellulares formatae sunt ut per-productum seriei reactionum chemicorum. Praecipuus tamen fons ATP est opus multiplicissimae mechanismi cellae - ATP synthaseos. Plurimus numerus moleculorum huius enzyme in mitochondria sita est, quae tamquam "plantarum potentiarum cellularum" agunt.

ATP synthase - top: certam partem

in membrana, scapus eiectus, author fragmentum

ad ATP synthesis

In processu oxidationis biologicae, hydrogenii iones ab interiore singularum sectionum mitochondriae ad extra portantur, quae gradientem (concentratio differentiae) in utraque membranae mitochondrialis creat. Haec condicio instabilis est ac propensio naturalis ad uniones adaequandas, quae synthasis ATP usu venit. Enzyme constat ex pluribus partibus mobilibus et fixis. Fragmentum canalibus membranae infixum est, per quod iones hydrogenii ex ambitu in mitochondriacum penetrare possunt. Mutationes structurae causatae per motum suum aliam partem enzyme - elongatae elementum agit ut stipes agitativae. In altero virgae, intra mitochondrion, alia particula systematis ei adnexa est. Revolutio scapi rotationem fragmenti interni facit, cui, in nonnullis positis, subiecta reactionis ATP formantiae coniunctae sunt, et deinde in aliis positionibus rotoris, promptae industriae summae compositae. . dimissa.

Hoc tempore haud difficile est analogiam invenire in mundo technologiae humanae. Sicut generator electricitatis. Fluxus hydrogenii elementa movent intra motorem hypotheticum in membrana immobilitatum, sicut lamina turbinis ab aqua vaporis impulsa. Harundo coegi ad systematis generationis ATP actualem transfert. Sicut pleraque enzymes, synthases etiam in alteram partem agere potest ac dissolvere ATP. Hic processus motum internum movet qui movens partes membranae fragmentum per stipitem agit. Id vicissim e mitochondria consectetuer fauces flare ducit. Ita, sentinam electricam pellitur. Miraculum naturae hypotheticum.

In finibus…

... Inter cellam et ambitum est membrana cella, quae ordinem internum a chao mundi externi separat. Constat duplicem iacum moleculorum, cum partibus hydrophilicis ("aquarum-amandis") externa et hydrophobica ("aquarum vitandarum") partium inter se. Membrana etiam moleculas dapibus multas continet. Corpus conveniendi habet cum ambitu: substantias absorbet quas indiget et vastum dimittit. Composita quaedam chemica cum moleculis parvis (exempli gratia, aqua) per membranam in utramque partem transire possunt secundum clivum concentrationis. Aliorum diffusio difficilis est, et ipsa cellula eorum effusio moderatur. Praeterea, machinae cellulosae adhibentur ad transmissiones transmissiones et canales sonos.

TRADUCTOR Ion vel moleculae adstringit et deinde ad alteram membranae partem, cum ipsa membrana parva est, vel, cum per totam membranam transit, particulam conglobatam movet et emittit in altero. Utique transportatores utroque modo laborant et sunt valde "finicky" - saepe unam tantum substantiae speciem transportant. Ion canales similem effectum operantes, sed variam mechanismum ostendunt. Filtrum comparari possunt. Transporto per canales ion plerumque sequitur concentratio clivicularis (altior ad inferiores ion concentrationes usque dum exaequant). E contra, machinae intracellulares ordinant aditum et claudendum viarum. Canales ion etiam exhibent altum selectivity pro particulis pertranseundos.

Ion canalis (reliquit) et in operatione pipelines

Bacterial flagellum est vera mechanism incessus

Est alia interesting machina hypothetica in membrana cellae - flagelli agitatio, quae efficit motum activum bacterii. Hoc est machina dapibus duabus partibus constans: partem certam et partem rotationis (rotor). Motus causatur ex fluxu hydrogenii e membrana in cellulam. Canalem ingrediuntur in statoria et ulterius in partem exteriorem, quae in rotor sita est. Ut cellam intra, hydrogenii iones iter facere debent ad alteram partem canalis, quae iterum in statore est. Sed rotor gyrari debet ut confluunt canales. Finis rotoris extra caveam prominentibus curvatur, ei adnexum flagello flexibile, quasi helicopterum propeller gyratur.

Credo hanc necessario brevem contemplationem mechanismi cellulosi declaraturum esse victrices consilia Praemium Nobelianum victorum, sine diminutione rerum gestarum, longe abesse adhuc a perfectione creaturarum evolutionis.