Наука

Молекулярна машина, създадена в Манчестър

Молекулярна машина, създадена в Манчестър

Много учени вземат за пример някаква естествена структура и се опитват да я пресъздадат механично и в крайна сметка да я приложат в промишленото производство, медицината, транспорта и изобщо в ежедневието ни. Дейвид Лий, професор в Химическо училище в Университет в Манчестър, е един от тези учени, но особеното тук е, че той ръководи проекта си на молекулярно ниво. Следвайки механизма на протеиновия синтез във всяка еукариотна клетка, професор Лий и екипът му успешно създадоха машина с мащаб с наноразмер, която използва молекули като градивни елементи, за да изгради по-големи молекули. Устройството има обща дължина само няколко нанометра, така че не можете да го видите с „невъоръжено“ око. Изследването е публикувано в „Наука”.

„Разработката на тази машина, която използва молекули, за да произвежда молекули в синтетичен процес, е подобна на роботизираната поточна линия в автомобилните заводи. Такива машини в крайна сметка могат да доведат до процеса на получаване на молекули, които стават много по-ефективни и рентабилни. "Професор Лий "Това ще бъде от полза за всички видове производствени области, тъй като много изкуствени продукти започват на молекулярно ниво. Например, в момента модифицираме нашата машина, за да произвеждаме лекарства като пеницилин."

Обикновено информацията за синтеза на протеини се съхранява в ДНК молекули. За да започне процесът на изграждане на кодираната протеинова молекула, информацията вътре ДНК се копира на РНК молекула, която служи като транспортер. The РНК След това молекулата се прехвърля в рибозомата, където протеиновият синтез започва въз основа на информацията, доставена от РНК.

Молекулярната машина използва точно рибозомата като пример. Ядрото е молекулярна писта със строителни блокове, разположени по протежение на тази писта. Нано-пръстен се движи по оста и улавя тези блокове, като ги подрежда и свързва в определен ред, за да изгради необходимата молекула.

Първоначално пръстенът се води от медни йони. Пръстенът се движи по оста, докато достигне обемна група. След това „реактивна ръка”Започва работа, тъй като отделя по-голямата част от коловоза и го препраща към различна площадка на машината. Това регенерира активното място на рамото, което позволява на пръстена да се движи по оста, докато достигне следващия градивен блок. Следващият блок се прехвърля на същото място, където е добавен предишният блок, като по този начин удължава новата структура и създава по-голяма полимерна молекула. Когато всички строителни блокове бъдат отстранени от коловоза, пръстенът се отделя и сградата спира.

[Източник на изображението: Университет в Манчестър]

„Рибозомата може да се събере 20 строителни блокове за секунда до 150 са свързани. Досега ние използвахме само нашата машина, за да се свържем заедно 4 блокове и отнема 12 часа за свързване на всеки блок. Но можете масово да успоредете процеса на сглобяване: Вече използваме милион милиона милиона (1018) от тези машини, които работят паралелно в лабораторията за изграждане на молекули. " Дейвид Заяви Лий. „Следващата стъпка е да започнете да използвате машината, за да създавате сложни молекули с повече градивни елементи. Потенциалът е той да може да произвежда молекули, които никога не са били виждани досега. Те не са направени в природата и не могат да бъдат направени синтетично поради използваните в момента процеси. Това е много вълнуваща възможност за бъдещето. "


Гледай видеото: Английский город Саутгемптон (Юни 2021).