Veda

Molekulárny stroj vytvorený v Manchestri

Molekulárny stroj vytvorený v Manchestri



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Mnoho vedcov si vezme ako príklad nejakú prírodnú štruktúru a snaží sa ju mechanicky znovu vytvoriť a nakoniec ju použiť v priemyselnej výrobe, medicíne, doprave a na náš každodenný život. David Leigh, profesor v odbore Chemická škola na University of Manchester, je jedným z týchto vedcov, ale zvláštnosťou tu je, že svoj projekt realizoval na molekulárnej úrovni. Po mechanizme syntézy bielkovín v každej eukaryotickej bunke profesor Leigh a jeho tím úspešne vytvoril stroj v mierke nano, ktorý využíva molekuly ako stavebné prvky na výrobu väčších molekúl. Zariadenie má celkovú dĺžku iba niekoľko nanometrov, takže ho nevidíte „neozbrojeným“ okom. Výskum bol publikovaný v „Veda”.

„Vývoj tohto stroja, ktorý využíva molekuly na výrobu molekúl syntetickým procesom, je podobný robotickej montážnej linke v automobilových závodoch. Takéto stroje by v konečnom dôsledku mohli viesť k tomu, že sa proces výroby molekúl stane oveľa efektívnejší a nákladovo efektívnejší. “Profesor Leigh "Bude to prospešné pre najrôznejšie výrobné oblasti, pretože veľa umelých výrobkov začína na molekulárnej úrovni. Napríklad v súčasnosti upravujeme náš stroj na výrobu liekov, ako je penicilín."

Za normálnych okolností sú informácie o syntéze bielkovín uložené vo vnútri bunky DNA molekuly. Ak chcete spustiť proces budovania kódovanej molekuly proteínu, informácie vo vnútri DNA je skopírovaný dňa RNA molekula, ktorá slúži ako transportér. The RNA Potom sa molekula prenesie do ribozómu, kde sa na základe informácií poskytnutých proteínom začne syntéza proteínu RNA.

Molekulárny stroj používa ako príklad presne ribozóm. Jadro je molekulárna dráha so stavebnými blokmi umiestnenými pozdĺž tejto dráhy. Nano-krúžok sa pohybuje pozdĺž osi a zachytáva tieto bloky, usporiada ich a spojí do konkrétneho poriadku, aby vytvoril požadovanú molekulu.

Krúžok je najskôr vedený iónmi medi. Krúžok sa pohybuje pozdĺž osi, až kým nedosiahne objemnú skupinu. Potom „reaktívne rameno”Zaháji činnosť, keď odpojí hromadnú časť od koľaje a presmeruje ju na iné miesto v stroji. Týmto sa regeneruje aktívne miesto na ramene, ktoré umožňuje krúžku pohybovať sa pozdĺž osi, až kým nedosiahne ďalší stavebný blok. Ďalší blok sa prenesie na to isté miesto, kde bol pridaný predchádzajúci blok, čím sa predĺži nová štruktúra a vytvorí sa väčšia polymérna molekula. Po odstránení všetkých stavebných prvkov z trate sa krúžok oddelí a budova sa zastaví.

[Zdroj obrázku: University of Manchester]

"Ribozóm sa dá dokopy." 20 stavebné bloky za sekundu až do 150 sú prepojené. Náš stroj sme doteraz používali iba na vzájomné prepojenie 4 bloky a trvá to 12 hodín na pripojenie každého bloku. Môžete však masívne paralelizovať proces montáže: Už teraz používame milión miliónov miliónov (1018) týchto strojov, ktoré paralelne pracujú v laboratóriu na výrobu molekúl. “ Dávid Uviedla Leigh. „Ďalším krokom je začať používať stroj na výrobu sofistikovaných molekúl s viacerými stavebnými blokmi. Existuje potenciál na to, aby bola schopná vyrábať molekuly, ktoré sa nikdy predtým nevideli. Nie sú vyrobené v prírode a nemôžu byť vyrobené synteticky kvôli procesom, ktoré sa v súčasnosti používajú. Je to veľmi vzrušujúca možnosť pre budúcnosť. “


Pozri si video: The Great Gildersleeve: Leila Leaves Town. Gildy Investigates Retirement. Gildy Needs a Raise (August 2022).