Нисдэг алхалт: амьд эсийн доторх уураг юу болдог

2024 Зохиолч: Seth Attwood | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-16 16:12

Бидний дотор үнэхээр гайхалтай үйл явц өрнөж байгааг олон хүн сэжиглэдэггүй. Хамгийн сүүлийн үеийн электрон микроскопууд гарч ирснээр л харж чадсан микроскопийн ертөнцийг цааш нь харахыг би танд санал болгож байна.

2007 онд Японы судлаачид амьд эсийн "молекулын мотор" -ын нэг болох миозин V хэмээх алхаж буй уураг нь актин утаснуудын дагуу идэвхтэй хөдөлж, түүнд наалдсан жинг чирэх чадвартай микроскопоор ажиглаж чадсан юм. Миозин V-ийн алхам бүр нь түүний нэг "хөл" (арын хэсэг) актин утаснаас тусгаарлагдсанаас эхэлдэг. Дараа нь хоёр дахь хөл нь урагш бөхийж, эхнийх нь молекулын хөлийг холбосон "нугас" дээр чөлөөтэй эргэлдэж, актин судалтай санамсаргүйгээр хүрнэ. Эхний хөлийн эмх замбараагүй хөдөлгөөний эцсийн үр дүн нь хоёр дахь хөлийн тогтмол байрлалаас болж хатуу тодорхойлогддог.

Энэ талаар илүү ихийг олж мэдье …

… кинесин ингэж алхдаг

Амьд организмын гүйцэтгэдэг аливаа идэвхтэй хөдөлгөөн (эсийн хуваагдал дахь хромосомын хөдөлгөөнөөс булчингийн агшилт хүртэл) нь "молекулын мотор" - уургийн цогцолборуудын ажилд суурилдаг бөгөөд тэдгээрийн хэсгүүд нь бие биенээсээ харьцангуй хөдөлж чаддаг. Дээд организмд молекулын хөдөлгүүрүүдийн хамгийн чухал нь актин утаснуудын дагуу идэвхтэй хөдөлж чаддаг янз бүрийн төрлийн миозин молекулууд (I, II, III гэх мэт, XVII хүртэл) юм.

Миозин V зэрэг олон "молекул моторууд" алхах хөдөлгөөний зарчмыг ашигладаг. Тэд ойролцоогоор ижил урттай салангид алхамаар хөдөлж, ээлжлэн молекулын хоёр "хөл" -ийн аль нэг нь урд байдаг. Гэсэн хэдий ч энэ үйл явцын олон нарийн ширийн зүйл тодорхойгүй хэвээр байна.

Токиогийн Васеда их сургуулийн Физикийн тэнхимийн судлаачид миозин V-ийн үйл ажиллагааг микроскопоор бодит цаг хугацаанд ажиглах боломжийг олгодог техник зохион бүтээжээ. Үүнийг хийхийн тулд тэд өөрчлөгдсөн миозин V-ийг бүтээсэн бөгөөд хөлний голууд нь тубулины бичил гуурсан хоолойд хатуу "наалддаг" шинж чанартай байдаг.

Өөрчлөгдсөн миозин V-ийн уусмалд бичил гуурсан хоолойн хэсгүүдийг нэмснээр эрдэмтэд микро гуурсан хоолойн хэсэг нь миозин V-ийн зөвхөн нэг хөлд наалддаг, нөгөө нь чөлөөтэй хэвээр үлдсэн хэд хэдэн цогцолборыг олж авсан. Эдгээр цогцолборууд нь актин утаснуудын дагуу "алхах" чадварыг хадгалсан бөгөөд тэдгээрийн хөдөлгөөнийг ажиглаж болно, учир нь микротубулын хэсгүүд нь миозинаас хамаагүй том бөгөөд үүнээс гадна флюресцент шошготой байдаг. Энэ тохиолдолд хоёр туршилтын загварыг ашигласан: нэг тохиолдолд актин эсийг орон зайд бэхэлсэн бөгөөд микротубулын фрагментийн хөдөлгөөнийг ажиглаж, хоёрдугаарт микротубулыг тогтоож, хөдөлгөөнийг ажиглав. актин эслэгийн хэлтэрхий ажиглагдсан.

Үүний үр дүнд миозин V-ийн "алхалт" -ыг нарийвчлан судалж үзсэн (эхний зургийг үз). Алхам бүр нь миозины "арын" хөлийг актин эсээс салгаснаар эхэлдэг. Дараа нь утастай наалдсан хөл нь урагшаа огцом хазайдаг. Яг энэ мөчид энерги зарцуулагддаг (ATP гидролиз үүсдэг). Үүний дараа "чөлөөт" хөл (зураг дээр ногоон) нугас дээр эмх замбараагүй унжиж эхэлдэг. Энэ бол Брауны хөдөлгөөнөөс өөр зүйл биш юм. Үүний зэрэгцээ, эрдэмтэд миозин V-ийн хөлийг холбосон нугас нь тэдний хөдөлгөөнийг огт хязгаарладаггүй болохыг анх удаа харуулж чадсан юм. Эрт орой хэзээ нэгэн цагт ногоон хөл нь актин судлын төгсгөлд хүрч, түүнд наалддаг. Усан дээр бэхлэх газрыг (тиймээс алхалтын урт) бүхэлдээ цэнхэр хөлний тогтмол хазайлтаар тодорхойлно.

Туршилтаар миозин V-ийн чөлөөт хөл бүхий актин судалтай хайлт хэдэн секунд үргэлжилсэн; Амьд эсэд энэ нь илүү хурдан явагддаг, учир нь миозин нь хөлөндөө жингүй алхдаг. Жин - жишээлбэл, мембранаар хүрээлэгдсэн эсийн доторх цэврүүнүүд нь хөлөнд биш, харин зураг дээр "сүүл" хэлбэрээр дүрслэгдсэн молекулын хэсэгт наалддаг.