Beljakovine v celici igrajo vojno

Transportni mehanizem se očisti v celicah

Konkurenca molekularnih motorjev: modri tovor prevažata dve skupini motorjev, ki vozita vzdolž rumene nitke. Rdeča motorna ekipa se pomakne v desno proti plus koncu (+), zelena na levo proti minus koncu (?). Ko obe ekipi potegneta (v sredini), se medsebojno ovirata, da se tovor komaj premakne naprej. Če po drugi strani ekipa prevzame prednost, se stvari hitro premaknejo, ker nasprotni motorji odvzamejo nitko. © Melanie Müller / MPI za koloide in vmesnike
prebral

Predvsem pa življenje pomeni logistiko: hranila, orodje in informacije morajo v celicah nenehno prehajati iz enega kraja v drugega. Znanstveniki so zdaj razjasnili, kako molekularni motorji, posebne molekule beljakovin prevažajo breme v celicah: Dve konkurenčni motorni skupini se premikata v nasprotnih smereh, kot v vojni. Zmagovalna ekipa je po tekmovanju določila smer prevoza, trdijo raziskovalci v aktualni številki Zbornika Nacionalne akademije znanosti (PNAS).

Transportni procesi v celicah našega telesa so podobni prevozu blaga po cesti. Molekularni motorji delujejo kot tovornjaki: krpajo celični tovor in ga prevažajo po nitkah, po ulicah celic. Vendar so molekularni prevozniki milijardo krat manjši od tovornjakov, lahko se premikajo, odvisno od vrste prevoznika, samo na začetek ali konec žarnice, boriti se morajo skozi vrvež, ki bolj spominja na gnečo območja za pešce kot na avtocesto - in se nahajajo v Konkurenca z motorji, ki želijo iti v drugo smer, so znanstveniki z Inštituta za koloide in vmesnike Potsdam Max Planck ugotovili v računalniški simulaciji.

Težnja zaradi obremenitve vedno vključuje več motorjev - na primer nekatere vrste kinezina in nekatere vrste dinineina. Kinezinski motorji delujejo do konca nitke, ki jo biologi imenujejo plus konec, dininenski motorji pa gredo na minus konec. Po ugotovitvah potsdamskih znanstvenikov močnejša skupina motorjev določa, v katero smer gre tovor. Trdi se, da se vleče z odtegovanjem sovražnih motorjev iz žarilne nitke. Do zdaj je bilo sumilo, da obstaja koordinacijski aparat, ki omogoča le eno skupino motorjev. To bi nato preklopilo med eno in drugo ekipo.

Domino učinek v vojni vlačilcu

"Vojna vleka je najpreprostejši mehanizem, ki ga je mogoče zamisliti, " pravi Melanie Müller, ena izmed vključenih znanstvenikov: "Vendar je to samo po sebi, če upoštevamo eksperimentalno izmerjene lastnosti posameznih motorjev. Močno nelinearno reagirajo, ko jih potegneš. "

Motor poražene ekipe začuti močno silo in jo hitro potegne nitka. Preostali motorji morajo sami vzdržati vlečno moč zmagovalne ekipe in se odpeljati še hitreje. Domino podobni se odrečejo zgubljenim motorjem in jih vleče nit, dokler nihče ne ostane. Zmagovalna ekipa lahko zdaj prevaža tovor hitro in neovirano. "Vendar celica in poraz ni prepuščen naključju, tako da tovor prispe na konec ulice, kjer je treba. "Regulativni proteini verjetno posegajo, " pravi Melanie M ller. zaslon

Kapljice maščobe v zarodkih Drosophila kot testni predmet

Ali je njihov model utekovanja v resnici resničnost, so raziskovalci preučevali transport maščobnih globusov v zarodkih Drosophila. Pravzaprav pojasnjuje eksperimentalna opažanja, od katerih so bila nekatera že prej na transportnem mehanizmu: Tovor teče po nitki, ne naravnost z enega konca na drugega, ampak je vedno v Narisana v nasprotni smeri. Zgubljeni motorji lahko občasno dvignejo zmagovalne motorje z navožene ceste, saj vročinska nevihta občasno odpihne zmagovalne motorje s ceste. Delci tovora se na ta način premikajo v obe smeri.

"Takšen dvosmerni transportni postopek je zelo prilagodljiv, " razlaga M ller: Lahko spremeni smer, ko je tovor prešel cilj, ali pa spremeni hitrost prevoza. Vozni mehanizem, v katerem zmagovalna ekipa ne samo vleče tovor, ampak tudi nasprotni Motor Party skozi celico, povzroči še en logistični problem v celici. Motorje vedno pripelje tudi do konca žarilne nitke, iz katere lahko začnejo delovati, s čimer prepreči, da bi se motorji ene vrste zagozdili na njihovem namembnem mestu.

Ugotovljenih je sedem motilitetnih stanj

"Kljub preprostemu mehanizmu kažejo tovorni delci, ki jih prevažata dve ekipi motorjev, zelo zapleteno gibanje, " pravi M ller. Obstaja sedem različnih stanj gibljivosti. To so različne kombinacije premikov do konca in prelomov plus in minus, med katerimi se lahko spremeni del tovora. Verjetnosti za premik v določeni smeri ali za ustavitev ter časi med dvema spremembama smeri so močno odvisni od lastnosti in števila vključenih motorjev. Ta celica uporablja za nadzor prevoza tovora. Če se motorna ekipa vozi hitreje ali hitreje, se tovor premika v smeri minus in ne v smeri plus ali pa se ustavi.

"Preprost in učinkovit mehanizem za vleko lahko uporabimo za prevoz v mikro laboratorijih na čipih, " pravi M ller. Na osnovi biološkega modela so lahko motorne ekipe prevažale določene molekule do določenih reakcijskih mest na čipu in nato vrnili produkt reakcije. "Naša kvantitativna teorija tetive omogoča optimizacijo lastnosti motorja v ta namen, " pravi M ller.

(idw - MPG, 19.03.2008 - DLO)