08:25
Comentarii Adauga Comentariu

_ Descoperirea primei molecule fractale din natură

_ Descoperirea prima moleculă fractală din natură

O echipă internațională de cercetători condusă de grupuri de la Institutul Max Planck din Marburg și de la Universitatea Philipps din Marburg a dat peste primul fractal molecular obișnuit din natură. Ei au descoperit o enzimă microbiană - citrat sintaza dintr-o cianobacterie - care se adună spontan într-un model cunoscut sub numele de triunghiul Sierpinski. Microscopia electronică și studiile de biochimie evolutivă indică faptul că acest fractal poate reprezenta un accident evolutiv.

Studiul este publicat în Nature.

Fulgi de zăpadă, frunze de ferigă, capete de conopidă romanesco: multe structuri în natură. au o anumită regularitate. Părțile lor individuale seamănă cu forma întregii structuri. Astfel de forme, care se repetă de la cel mai mare la cel mai mic, se numesc fractali. Dar fractalii obișnuiți care se potrivesc aproape exact pe scară, ca în exemplele de mai sus, sunt foarte rari în natură.

Moleculele au, de asemenea, o anumită regularitate. Dar dacă te uiți la ele de la mare distanță, nu mai poți vedea niciun semn în acest sens. Apoi vedeți materie netedă ale cărei caracteristici nu se mai potrivesc cu cele ale moleculelor individuale. Gradul de structură fină pe care îl vedem depinde de mărirea noastră – spre deosebire de fractali, unde auto-asemănarea persistă la toate scările. De fapt, fractalii obișnuiți la nivel molecular sunt complet necunoscuti în natură.

Acest lucru este oarecum surprinzător. La urma urmei, moleculele se pot asambla în tot felul de forme minunate. Oamenii de știință au cataloage extinse de structuri moleculare complexe auto-asamblate. Cu toate acestea, nu a existat niciodată un fractal obișnuit printre ei. Se dovedește că aproape toate auto-asamblarile cu aspect obișnuit conduc la un tip de regularitate care devine lină la scară mare.

O echipă internațională de cercetători condusă de grupuri de la Institutul Max Planck din Marburg și Universitatea Phillips. în Marburg a descoperit acum primul fractal molecular regulat din natură. Ei au descoperit o enzimă microbiană - citrat sintaza dintr-o cianobacterie - care se adună spontan într-un model fractal obișnuit cunoscut sub numele de triunghiul Sierpiński. Aceasta este o serie de triunghiuri care se repetă la infinit, alcătuite din triunghiuri mai mici.

„Ne-am împiedicat de această structură complet accidental și aproape nu ne-a venit să credem ce am văzut când am făcut prima dată imagini folosind un microscop electronic. ”, spune prima autoare Franziska Sendker.

„Proteina face aceste triunghiuri frumoase și, pe măsură ce fractalul crește, vedem aceste goluri triunghiulare din ce în ce mai mari în mijlocul lor, ceea ce este total diferit de orice ansamblu de proteine ​​pe care îl avem. am mai văzut vreodată”, continuă ea.

Cum a apărut această excepție neobișnuită? Ce diferențiază enzima de toate celelalte, determinând-o să formeze o formă fractală? Făcând echipă cu biologul structural de la Universitatea din Marburg, echipa a reușit în cele din urmă să determine structura moleculară a acestui ansamblu folosind microscopia electronică, care a ilustrat modul în care își realizează geometria fractală.

„Aceasta a fost una dintre cele mai dificile. , dar și structuri mai fascinante pe care le-am rezolvat în cariera mea”, spune Jan Schuller, al cărui grup a ajutat la determinarea structurii.

„Problema cu determinarea structurii unui fractal este că tehnicile noastre de mediere a imaginii au continuat să devină confuz de faptul că triunghiurile mai mici pot fi substructuri ale triunghiurilor mai mari. Algoritmul a continuat să se concentreze asupra acestor triunghiuri mai mici în loc să vadă structurile mai mari din care fac parte", explică el.

Asimetria duce la fractal. formare

Cu structura în mână, a devenit clar modul în care această proteină reușește să se asambleze într-un fractal: în mod normal, atunci când proteinele se autoasamblează, modelul este foarte simetric: fiecare lanț proteic individual adoptă același aranjament relativ către vecinii săi. Astfel de interacțiuni simetrice conduc întotdeauna la modele care devin netede la scară mare.

Cheia proteinei fractale a fost că ansamblul acesteia a încălcat această regulă de simetrie. Diferite lanțuri de proteine ​​au făcut interacțiuni ușor diferite în poziții diferite în fractal. Aceasta a stat la baza formării triunghiului Sierpiński, cu golurile sale mari interne, mai degrabă decât a unei rețele obișnuite de molecule.

Acest ansamblu bizar face ceva util? „Auto-asamblarea este adesea folosită de evoluție pentru a regla enzimele, dar în acest caz cianobacteriei în care se găsește această enzimă nu pare să-i pese prea mult dacă citrat sintaza sa se poate asambla sau nu într-un fractal”, spune biologul evoluționist Georg Hochberg. unul dintre autorii seniori ai studiului.

Când echipa a manipulat genetic bacteria pentru a preveni asamblarea citrat-sintazei în triunghiurile fractale, celulele au crescut la fel de bine într-o varietate de condiții. „Acest lucru ne-a determinat să ne întrebăm dacă acesta ar putea fi doar un accident inofensiv al evoluției. Astfel de accidente se pot întâmpla atunci când structura în cauză nu este prea dificil de construit.”

Pentru a-și testa teoria, echipa a recreat. dezvoltarea evolutivă a aranjamentului fractal în laborator. Pentru a face acest lucru, au folosit o metodă statistică pentru a calcula înapoi secvența de proteine ​​a proteinei fractale așa cum a fost acum milioane de ani.

Până atunci, producând aceste proteine ​​antice biochimic, au fost capabili să arate că aranjamentul a apărut destul de brusc printr-un număr foarte mic de mutații și s-a pierdut imediat din nou în mai multe linii de cianobacterie, astfel încât a rămas intactă doar la această singură specie bacteriană.

„Deși nu putem fi niciodată complet siguri de motivele pentru care lucrurile s-au întâmplat în trecut, acest caz particular are toate capcanele unei structuri biologice aparent complexe care tocmai a apărut fără niciun motiv întemeiat, deoarece a fost pur și simplu foarte ușor de evoluat”, spune Hochberg.

Faptul că ceva cu aspect atât de complex precum un fractal molecular ar putea apărea atât de ușor în evoluție sugerează că mai multe surprize și multă frumusețe pot rămâne ascunse în ansambluri moleculare nedescoperite până acum ale multor biomolecule.


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ Diplomat rus, expulzat din Moldova din cauza secțiilor de votare deschise în Transnistria

_ SUA şi Japonia îndeamnă să nu se amplaseze arme nucleare în spaţiu. Vizată e Rusia

_ Fotografii ciudate dezvăluie nave de război ruginite în mormântul epavat al Turciei, în timp ce scafandrii explorează HMS Majestic scufundat, care a fost distrus în bătălia Primului Război Mondial, care a adus 130.000 de morți

_ STENOGRAME - Înregistrare explozivă: Clotilde Armand, discuție cu un om de afaceri

_ Ministra Muncii, anunț pentru toți pensionarii - Documentele vor fi transmise în următoarele luni

_ Jim Caviezel, Dr. Ben Carson și John Rich celebrează mamele la Gala de aniversare a 20 de ani de la Moms For America

_ Se va confrunta Șarpele cu noi acuzații de crimă pentru decese din „pistă hippie”, după ce a fost eliberat din închisoare în Nepal în 2022 și s-a mutat înapoi în Franța?

_ SUA dau în judecată Apple pentru încălcarea regulilor antitrust

_ NBA - Victorie pentru campioana Denver Nuggets; Jokic la a 22-a triplă-dublă a sezonului

_ MOVEMENT BUILS pentru a-l �ndemna pe reprezentantul Mike Gallagher să demisioneze �nainte de 9 aprilie pentru a stimula alegeri speciale � sau scaunul va fi lăsat deschis p�nă �n ianuarie! �MTG conduce acuzația!

_ Portarul de la Metz și-a „abandonat” partea cu urlată cu călcâiul din spate

_ ForMin Odobescu at Restoring Justice for Ukraine conference: There can be no peace without justice

_ Împrejmuirea midii tinere pentru refacerea ecosistemului

_ Regina Letizia a Spaniei strălucește într-o rochie elegantă din tweed în timp ce se alătură regelui Felipe la Madrid

_ Cum se adună păsările? Cercetătorii fac calculul pentru a dezvălui un fenomen aerodinamic necunoscut anterior

_ Povestea filmului 'Libertate', finalul din 'Boss' şi personajul Tata Moşu din romanul 'Hoţul din Curtea Miracolelor', între nominalizările la Premiile Ficţiunea

_ Prințesa Charlene și Prințul Albert li se alătură gemenii lor mini-me Gabriella și Jacques, în vârstă de nouă ani, în timp ce fac cu mâna de la balcon pentru a sărbători Ziua Națională a Monaco

_ Mario Balint, fiul lui Sile Cămătaru, CONDAMNAT după ce a fost prins la volan, fără permis: Ce au stabilit judecătorii

_ Adrian Câciu explică planul României pentru fonduri europene: Deciziile să se ia în funcție de nevoile oamenilor

_ Maersk raportează scăderea acțiunilor în urma avertismentului de profit

_ Ceara de sorg bioenergetică, un coprodus potențial valoros, îmbunătățește rezistența culturii

_ Guvernul Israelului încearcă să preia discret controlul asupra Ierusalimului de Est (Haaretz)

_ „Se simte ca și cum am pierdut un prieten”: ascultătorii devastați de la BBC Radio 2 îi aduc un omagiu legendarului DJ Steve Wright „care și-a pus zâmbetul pe buze când a cântat fără grijă” după moartea sa la vârsta de 69 de ani

_ Premieră: Echipă 100% românească, în luptă pentru cea mai mare competiţie de Counter-Strike din lume

_ Consiliul Concurenţei, îndemnat de un ministru să ia la puricat lanţurile comerciale

_ Parlamentul Poloniei a aprobat liberalizarea accesului la pilula de a doua zi

_ Cum să urmăriți schimbările importante într-o rețea dinamică

_ Bitcoin a atins astăzi maximul ultimilor 2 ani. Creşterea spectaculoasă vine pe fondul semnelor că marii jucători acordă din ce în ce mai multă încredere criptomonedei

_ NBA All-Star Game: Stephen Curry o provoacă pe Sabrina Ionescu la un concurs de aruncări de 3 puncte

_ Generația care va deveni cea mai bogată din istorie: se schimbă total lumea pe care o cunoșteam

_ Supraviețuitorii mutilării genitale feminine cresc la peste 230 de milioane

_ Perspectivele asupra toxinelor fungice promit o nouă cale de tratament pentru infecțiile cu C. albicans

_ Michelin celebrează „dinamismul cultural” a 62 de restaurante franțuzești proaspăt cu stele

_ Cearta din Cupa Asiei a adus echipa sud-coreeană mai aproape, spune căpitanul Son

_ Turneul european al lui Taylor Swift a provocat o explozie a preţurilor camerelor de hotel

_ Un deputat USR reclamă dezinteresul Ministerului Educaţiei în cazul reintegrării mamelor minore în învăţământ

_ Tânăr drogat cu 27 de substanţe în acelaşi timp: Avertismentul medicilor

_ Here We Go: Moderna dezvoltă vaccinuri ARNm pentru mai multe boli despre care se spune că sunt legate de vaccinul COVID

_ Philip Morris International lansează Raportul Integrat pentru anul 2023

_ Alex Jones va da în judecată CIA după ce un raport sub acoperire susține că agenția „a mers după el hardcore”

_ GHOST TOWN: Clădirile de birouri din New York au stabilit un nou record pentru goliciune

_ Ascensiunea lui Cătălin Cîrstoiu în preferințele bucureștenilor – Sondaj CURS

_ Echipa României de la Turneul Internațional Avansat de Informatică IATI s-a umplut de aur. Numai puțin de 8 medalii + alte 32 la individual

_ Un lider în cultivarea algelor din SUA predică, învață și construiește o rețea mai largă

_ Gabriela Firea, prima reacție după ce a redevenit candidata PSD la Primăria Capitalei

_ Un actor român care a violat o colegă amețită de băutură și-a aflat pedeapsa. 'O porcărie!'

_ Întâlnire oficială a ministrului Apărării Naţionale cu omologul din Turcia

_ Stil fără vârstă SOS: „Nu m-aș fi uitat de două ori la această ținută într-un magazin”

_ VIDEO | Cunoscut prezentator, comportament ciudat în timpul unei emisiuni TV. Ce măsuri a luat conducerea postului

_ Unele comunități sunt mai vulnerabile la întreruperile de curent cauzate de vreme în statul New York

_ Poliția Met a lansat o anchetă penală după ce a identificat mai mult de cinci persoane care se presupune că l-au ajutat pe Mohamed Al Fayed să comită abuzuri sexuale - în timp ce 90 de noi victime apar

_ FEC deschide un comentariu public cu privire la o potențială modificare a regulilor pentru a contracara contribuțiile ilegale la campanie după citații și acuzații de spălare a donațiilor din Ucraina și alții

_ Sprijin pentru achitarea energiei electrice consumată în irigaţii

_ Copenhaga vs Manchester City - Liga Campionilor: scor live, știri ale echipei și actualizări, în timp ce echipa lui Pep Guardiola își continuă apărarea titlului împotriva cuceritorilor lui United în optimile de finală

_ Biden trimite directorul CIA pentru a negocia un acord major de încetare a focului în Gaza

_ Staţii pentru încărcarea autobuzelor electrice vor fi amplasate în parcările de la Arena Naţională

_ Cinci lucruri de știut despre alegerile locale istorice din Turcia

_ Măsurarea risipei alimentare timp de șase săptămâni îți poate schimba obiceiurile, potrivit unui nou studiu

_ Pep Guardiola ACORD să semneze un nou contract la Manchester City - timpul spaniolului la Etihad să treacă un deceniu

_ Un judecător din California îl dezvăluie pe tatăl de drepturile parentale, dă lumină verde fostei soții pentru a continua castrarea chimică și chirurgicală a fiului de 12 ani


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8 Pag.9 Pag.10 Pag.11 Pag.12 Pag.13 Pag.14 Pag.15
Pag.16 Pag.17 Pag.18 Pag.19 Pag.20 Pag.21 Pag.22 Pag.23
Pag.24 Pag.25 Pag.26 Pag.27 Pag.28 Pag.29

Nr. de articole la aceasta sectiune: 1687, afisate in 29 pagini.