15:25 2022-11-29
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Lanțuri microscopice care imită ADN-ul
_ Lanțuri microscopice care imită ADN-ul< /h3>
Policatenele circulare sunt lanțuri care se pot mișca și își pot schimba forma: se răsucesc, se întind și se înfășoară în jurul lor. Trei fizicieni ai rețelei europene Eutopia Cost, coordonați de UniTrento, s-au dedicat studiului acestor structuri.
Deși s-a înțeles de mult timp că conformația ADN-ului este de o importanță fundamentală pentru reglarea unui număr mare. a proceselor biologice, provocarea este acum să înțelegem ce se întâmplă în inelele inelelor de molecule și cum ar putea fi utilizate în viitor pentru a proiecta materiale inovatoare cu proprietăți elastice speciale sau materiale inteligente pentru microsenzori și alte aplicații tehnologice.
Polimerii care alcătuiesc corpul nostru, cum ar fi proteinele și ADN-ul, sunt molecule formate din mici unități repetate, ținute împreună prin legături chimice. Descoperirea unor noi tehnici de sinteză a polimerilor lungi a dus, după cel de-al doilea război mondial, la extinderea industriei plasticului.
Recent, cercetările în chimie au dezvoltat tehnici care fac posibilă asamblarea compușilor supramoleculari ținuți împreună nu prin legături chimice. , ci prin legături mecanice, ca inelele unui lanț. Printre aceștia se numără, de exemplu, policatenani, compuși ale căror proprietăți chimice și fizice le depășesc pe cele ale polimerilor.
Policatenanii atraseseră deja o anumită atenție în 2016, când Jean-Pierre Sauvage, Sir J. Fraser Stoddart și Bernard L. Feringa a primit Premiul Nobel pentru Chimie pentru studiile lor asupra mașinilor moleculare. Interesul științific pentru subiect este în creștere, dar până acum oamenii de știință s-au concentrat doar pe policateneni liniari și aproape nimeni nu se gândise încă să închidă lanțurile care împletesc inelele și să le observe comportamentul.
Studiul de cercetare coordonat de Luca Tubiana de la Departamentul de Fizică a Universității din Trento, primul autor și autor corespondent al articolului din Physical Review Letters, s-a concentrat tocmai pe aceste inele de inele de molecule. Lucrarea, în domeniul fizicii computaționale a materialelor moi, a implicat și Enzo Orlandini de la Universitatea din Padova și Franco Ferrari de la Universitatea din Szczecin (Polonia).
Tubiana explică: „Articolul nostru arată că Policatenanii circulari au proprietăți fizice și geometrice foarte asemănătoare cu cele ale inelelor ADN dublu catenar.În special, demonstrăm că o versiune a teoremei lui Calugareanu-White-Fuller privind conexiunea proprietăților locale și globale este valabilă și pentru aceste structuri. Cu alte cuvinte , ceea ce reiese din studiul nostru teoretic este că chiar și în structurile supramoleculare, ca și în fizica ADN-ului, există o legătură între ceea ce se întâmplă într-o parte a structurii și în întregul ei."
El continuă, „Cantitatea de răsucire a policatenanelor și gradul de contorsionare – o măsură a cât de mult se încurcă o curbă cu ea însăși – sunt strâns legate între ele, în funcție de modul în care sunt asamblate lanțurile moleculare. Se întâmplă ceva foarte asemănător. s în inele ADN dublu catenar, în care suma răsucirii și zvâcnirii este egală cu numărul de ori în care o catenă este înfășurată în jurul celeilalte."
"Din cauza proprietăților lor unice, aceste structuri atrag un interes considerabil în supramoleculare chimie, biologie și materie moale, așa cum demonstrează Premiul Nobel pentru Chimie în 2016 și progresele recente în sinteza acestora. Acest mecanism, care în ADN-ul circular are o importanță fundamentală pentru reglarea unui număr mare de procese biologice, poate fi exploatat în viitoarele structuri supramoleculare”, a conchis Tubiana.
Articolul lor, „Circular polycatenanes: Supramolecular structures”. cu proprietăți reglabile topologic”, a fost publicat în Physical Review Letters.
Comentarii:
Adauga Comentariu