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:

_ Romania to participate in Kazakhstan International Exhibition

_ Arborii gravați evidențiază modalitatea de conservare a culturii sami

_ Amendă record pentru un politician, după ce a numit 'pedofili' doi oameni, într-o dispută pe rețelele sociale

_ Dulce sau sărat? Asta spune despre tine gustul tău în gustări, conform științei

_ Moment crucial în procesul lui Trump: Selecția juraților începe în New York, sub presiunea opiniei puternice

_ Hidroelectrica-Roșia Montană, similitudini extrem de suspecte

_ Cercetările dezvăluie cheia unui profil irezistibil de întâlniri online

_ Este sigur să zbori în timpul eclipsei de soare? Iată ce au de spus experții

_ Război total la DigiSport între Radu Naum și un alt prezentator al postului. Și-au aruncat vorbe dure aruncate în timpul emisiunilor

_ AI deciphers new gene regulatory code in plants and makes accurate predictions for newly sequenced genomes

_ Ion Cristoiu: Ghinionul României – nu i-a fost luată Crimeea!

_ Senatorul australian spune că Elon Musk ar trebui „să fie în închisoare și cheia să fie aruncată”

_ Cele mai comandate flori pentru 8 martie: lalele, frezii şi zambile

_ Taylor Swift stârnește reacții, renunțând la 15 MAI MULTE piese la doar două ore după ce fanii au plătit sute pentru a cumpăra noul ei album The Tortured Poets Department

_ Ministerul Finanţelor lansează o nouă ediţie a programului de titluri de stat Fidelis

_ Un număr de 9.481 de elevi au fost prezenți la proba de limba și literatura maternă în cadrul simulării Evaluării Naționale

_ Camera Deputaţilor a adoptat proiectul pentru instituirea pe 14 mai a Zilei Solidarităţii şi Prieteniei dintre România şi Statul Israel

_ Avertisment al serviciilor secrete europene: Rusia pregăteşte activ atentate cu bombă sub acoperire, atacuri incendiare şi distrugeri ale infrastructurii pe teritoriul european

_ Oficial: Zeci de proiecte din bani europeni în administrația PNL din Caraș

_ Boeing 757-200 a fost deviat de la rută după ce a suferit avarii la una dintre aripile sale

Regimul Soroșist l-a interzis pe primul clasat Georgescu dând o nouă lovitură de stat. BEC-ul s-a transformat ilegal în Organ Penal și a "judecat" abuziv și ilegal, invocând "constituțional" ilegalitalitatea CCR emisā pe 6 Decembrie.

_ Autoritățile găgăuze i se plâng Moscovei de `acțiuni ghidate` ale puterii de la Chișinău

_ Manifestaţii pacifiste în Germania, odată cu Paştele Catolic

_ RICHARD KAY: Dezbrăcat de cele mai carismatice vedete ale sale, monarhia se confruntă cu o criză profundă. Dar VA supraviețui - pentru că o face întotdeauna

_ România și Grecia dau marea lovitură care transformă radical această zonă a Europei

_ Reacția Statele Unite la cererea autorităților transnistrene

_ Relația zbuciumată a Prințului Harry cu Regina Camilla va fi explorată într-un nou documentar de la Channel 4, după ce Duke a numit-o „periculoasă” și „ticălosă” în memoriile sale Spare

_ Fetiţă vândută de părinţii români pentru 3.000 de euro, în Spania

_ Moment terifiant, suspectul înarmat o deturnează pe iubita soție Katherine Aguasvivas în mijlocul unei intersecții aglomerate din Florida, înainte de a o ucide și de a-i da foc rămășițelor în interiorul vehiculului furat.

_ „Uciderea brutală care a uimit astăzi pe toți cei de la Centrul de Televiziune BBC”: Cum au spus colegii „devastați” lumii despre „crima fără sens” a lui Jill Dando - acum 25 de ani astăzi

_ Pe măsură ce BYD-ul Chinei inundă Europa cu mașini electrice ieftine, tarifele de modă veche pot trânti pe frână?

_ Bucătarul celebru Gino D'Acampo „nu poate să plătească fostul personal și fiscalul” după ce lanțul My Pasta Bar a ajuns cu pierderi de 5 milioane de lire sterline

_ SUA presează China, Turcia, Arabia Saudită pentru a opri planurile de atac asupra Israelului

_ Pericolul mărțișoarelor - Avertismentul lansat de ANPC

_ Re�mprospătați-vă salteaua cu uimitorul Topper de la MyPillow (reducere de 40% plus garanție de returnare a banilor)

_ Femeia critică cultura de bacșiș „inutil” după ce s-a simțit „presată de o mașină” să lase o gratuită la o casă automată

_ Fostul general ucrainean Zaluzhny numit nou ambasador al Regatului Unit � Zelensky �ncearcă să-și neutralizeze principalul rival politic

_ A murit creatorul de modă Roberto Cavalli

_ „Acest lucru tocmai mi-a apărut în fața mea - argintiu, în formă de trabuc, lung de aproximativ 45 de metri”: Faceți cunoștință cu localnicii care spun că apariția OZN-urilor în satul lor somnoros din Țara Galilor sunt dovada că nu suntem singuri

_ I'm A Celeb's Tulisa este atârnată de glezne și învăluită de gândaci în curlingul degetelor de la picioare, prima privire la procesul ei Bushtucker

_ Stephen Fry critică așteptările „de moarte” pentru tratamentul NHS pentru cancer și îi îndeamnă pe miniștri să facă față crizei după propria sa luptă împotriva cancerului de prostată

_ VEZI: Scurgeri de imagini interne cu înalți oficiali de la Administrația Federală a Aviației dezvăluie un plan de reducere a numărului de bărbați albi în aviație

_ Biohackerul multimilionar Bryan Johnson dezvăluie dulceața FOARTE surprinzătoare pe care o mănâncă în fiecare zi în încercarea sa de a înșela moartea - susținând că ingredientul i-a luat ani de zile de vârsta

_ Glitz ahoy! Hotelurile elegante se apropie de piața croazierelor cu super-yacht-uri care oferă lux exclusiv de 5 stele - perfect dacă ești dispus să plătești 88.000 GBP pentru o săptămână în marea liberă

_ Secesiune moale, insurecție sau adevărata întoarcere a federalismului în Texas?

_ Am fost la MAFS și noaptea fetelor a fost de patru ore de iad absolut - am rămas plângând și bătăușii care mi-au țipat în față au scăpat cu asta

_ Incendiu major a izbucnit la o fabrică franceză care adăpostește baterii cu litiu

_ Bill Maher explodează din cauza fișei de �mprumut pentru studenți a lui Joe Biden - �Dolarii mei de la impozite �l sprijină pe acest evreu care �l urăște? Eu nu cred acest lucru!"

_ VEZI: Activistul conservator Scott Presler demolează „reporterul” CNN cu un răspuns epic când încearcă să-l defăimeze pe el și pe alți susținători ai lui Trump ca fiind violenți în timpul unei piese de succes

_ Mureş: Intervenţie de rezecţie punte osoasă cu machetă 3D preoperator, la SCJU

_ Familia bolnavului fragil de Alzheimer, în vârstă de 82 de ani, care a murit când a fost împinsă violent de un alt client, în vârstă de 26 de ani, pentru a trimite cazul procurorului general după ce criminalul a fost scutit de închisoare

_ Turist britanic dispărut după ce a căzut într-un rezervor din Thailanda în timp ce mergea cu caiac: scafandrii caută în ape adânci de 160 de metri după ce un prieten a tras alarma

_ Un nou gen de ciuperci pe ierburi

_ Bayern Munchen a anunţat despărţirea de Thomas Tuchel / "Obiectivul nostru este să realizăm o reaşezare sportivă cu un nou antrenor"

_ Marea Britanie și SUA bombardează 18 ținte în Yemen pe fondul creșterii atacurilor asupra navelor de marfă - după o nouă lovitură Houthi asupra unui tanc american de combustibil

_ Un studiu japonez preprintr cere oprirea vaccinurilor ARNm pe fondul temerilor legate de contaminarea băncilor de s�nge

_ Evenimentul „Bucharest Street Food Festival” deviază liniile 100, 203 şi 205 în perioada 27-28 aprilie 2024

_ Nu am fost părăsit niciodată, pentru că înțeleg ce își doresc cu adevărat bărbații... Și mereu mă asigur că le dau, spune SAMANTHA BRICK

_ Botoșani: o femeie în vârstă de 52 de ani a fost ucisă de soțul ei

_ Procesul lui Donald Trump ÎN DIRECT: Fostul președinte îl urmărește din nou pe Michael Cohen, în timp ce procurorii spun curții de ce „omul de afaceri frugal” a plătit mai mult pentru „a-și ascunde afacerile”


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8

Nr. de articole la aceasta sectiune: 425, afisate in 8 pagini.