masini feaveai

I le 2016, na maua ai le Nobel Prize in Chemistry mo se tulaga mataʻina - o le tuʻufaʻatasia o molelaʻau e fai ma masini masini. Ae ui i lea, e le mafai ona fai mai o le manatu o le fatuina o masini laiti o se uluai manatu faaletagata. Ma o le taimi lea na muamua ai le natura.

O masini mole mole ua maua (sili atu e uiga ia i latou i le tusiga mai le lomiga Ianuari o le MT) o le laasaga muamua lea i se tekinolosi fou e ono vave liliu ai o tatou olaga i lalo. Ae o tino o mea ola uma e tumu i masini nanoscale e faʻatumauina ai sela o loʻo galue lelei.

I le ogatotonu…

... o sela o loʻo i ai se nucleus, ma o loʻo teuina i totonu faʻamatalaga faʻamatalaga (le siama e leai se faʻamaʻi ese). O le mole DNA lava ia e ofoofogia - e aofia ai le sili atu ma le 6 piliona elemene (nucleotides: nitrogenous base + deoxyribose sugar + phosphoric acid residue), fausia filo ma le umi atoa e tusa ma le 2 mita. Ma e le o tatou o ni siamupini i lenei tulaga, aua o loʻo i ai meaola o latou DNA e aofia ai le faitau selau piliona o nucleotides. Ina ia mafai ona ofi se mole lapoʻa faapena i totonu o le nucleus, e le vaaia e mata le lava, o le DNA e milo faatasi i se helix (double helix) ma afifi i luga o polotini faapitoa e taʻua o histones. O le sela ei ai se seti faapitoa o masini e galulue ai ma lenei faʻamaumauga.

E tatau ona e faʻaogaina i taimi uma faʻamatalaga o loʻo i totonu o le DNA: faitau faʻasologa o loʻo faʻamaonia mo polotini o loʻo e manaʻomia i le taimi nei (tusi), ma kopi le database atoa mai lea taimi i lea taimi e vaevae ai le sela (replication). O laasaga taʻitasi e aofia ai le tatalaina o le helix o nucleotides. Mo lenei gaioiga, o loʻo faʻaaogaina ai le enzyme helicase, lea e gaoioi i totonu o se taʻavale ma - pei o se tina - vaevaeina i ni filo eseese (o nei mea uma e pei o le uila). O le enzyme e galue ona o le malosi na tuʻuina atu ona o le malepelepe o le malosi o le telefoni feaveaʻi o le cell - ATP (adenosine triphosphate).

Fa'ata'ita'iga o le mole mole ATP. O le fa'apipi'i ma le tu'u'ese'ese o toega phosphate (agavale) e maua ai le fa'aliliuina o le malosi i gaioiga fa'a-kemikolo feavea'i.

Ole taimi nei e mafai ona e amata kopiina vaega o filifili, lea e faia e le RNA polymerase, fa'aosoina foi e le malosi o lo'o i totonu o le ATP. O le enzyme e alu i luga o le DNA ma fausia ai se itulagi o le RNA (o loʻo i ai le suka, ribose nai lo le deoxyribose), o le mamanu lea e faʻapipiʻiina ai polotini. O le iʻuga, e faʻasaoina le DNA (aloese mai le faʻasalalau faifaipea ma le faitauina o vaega), ma, e le gata i lea, e mafai ona fausia polotini i totonu o le sela, ae le naʻo totonu o le nucleus.

O se kopi toetoe lava a leai se mea sese e saunia e le DNA polymerase, lea e galue tutusa ma le RNA polymerase. O le enzyme e gaoioi i luga o le filo ma faʻatupuina lona tutusa. Pe a fealua'i se isi mole o lenei enzyme i luga o le manoa lona lua, o le i'uga e lua ni manoa atoa o le DNA. E manaʻomia e le enzyme ni nai "fesoasoani" e amata kopiina, nonoa faʻatasi faʻatasi, ma aveese faʻailoga le manaʻomia. Ae ui i lea, o le DNA polymerase o loʻo i ai se "faʻaletonu o gaosiga". E na o le tasi le itu e mafai ona gaoioi ai. E manaʻomia le toe faia o se mea e taʻua o le amataga, lea e amata ai le kopi moni. A mae'a loa, ona aveese lea o mea muamua ma, talu ai e leai se fa'amaumauga a le polymerase, e fa'apu'upu'u i kopi DNA ta'itasi. I pito o le filo o loʻo i ai ni vaega puipui e taʻua o telomeres e le faʻamaonia mo soʻo se polotini. A maeʻa lo latou taumafaina (i tagata, pe a ma le 50 toe fai), o loʻo pipii faʻatasi le chromosomes ma faitau faʻatasi ma mea sese, e mafua ai le oti o le sela poʻo lona suiga i se kanesa. O lea la, o le taimi o lo tatou olaga e fuaina i le uati telomeric.

O le kopiina o le DNA e mana'omia ai le tele o enzymes e galulue fa'atasi.

E fa'aleagaina tumau se mole lapo'a DNA. O le isi vaega o enzymes, o loʻo galue foi o ni masini faʻapitoa, e feagai ma faʻafitauli. O se faʻamatalaga o la latou matafaioi na tuʻuina atu i le 2015 Chemistry Prize (mo nisi faʻamatalaga vaʻai le Ianuari 2016 tusiga).

I totonu…

... o sela e iai le cytoplasm - o se taofiga o vaega e faʻatumu ai i latou i galuega taua eseese. O le cytoplasm atoa o loʻo ufiufiina i se fesoʻotaʻiga o fausaga porotini e fausia ai le cytoskeleton. O microfibers fa'akonekarate e mafai ai e le sela ona sui lona foliga, e mafai ai ona tolotolo ma fa'agaoioi ona totoga i totonu. O le cytoskeleton e aofia ai foi microtubules, i.e. paipa e fai i polotini. O elemene ia e matua maaa lava (o se paipa ga'o e masani lava ona malo nai lo le tasi la'au e tutusa le lautele) e fausia ai se sela, ma o nisi o masini mole e le masani ai o loʻo feoai i luga - o polotini savali (moni!).

O Microtubules e iai pito e tau eletise. O polotini e ta'ua o le dyneins e agai atu i le vaega leaga, ae o kinesins e agai i le isi itu. Faʻafetai i le malosi na tuʻuina mai i le malepelepe o le ATP, o foliga o polotini savali (faʻapitoa foi o afi poʻo felauaiga polotini) e suia i taamilosaga, e mafai ai ona latou gaoioi e pei o se pato i luga o le microtubules. Molecules ua faʻapipiʻiina i se polotini "filo", i le pito e mafai ona pipii ai se isi mole lapoʻa poʻo se pulumu e tumu i otaota. O nei mea uma e pei o se robot, lea, faʻafefe, toso se paluni i se manoa. O polotini ta'avale e ave ai mea e mana'omia i nofoaga sa'o i totonu o le sela ma fa'agaoioi ona vaega i totonu.

Toeitiiti lava o gaioiga uma e tutupu i totonu o le sela e pulea e enzymes, a aunoa ma ia suiga e toetoe lava a le tupu. Enzymes o mea faʻamalosi e galue e pei o masini faʻapitoa e fai ai se mea e tasi (e masani lava e naʻo le tasi le faʻalavelave faʻapitoa). Latou te puʻeina substrates o suiga, faʻatulaga lelei i le tasi ma le isi, ma a maeʻa le faʻagasologa latou te tuʻuina atu oloa ma toe amata galue. O le feso'ota'iga ma se robot fa'apisinisi o lo'o fa'atinoina gaioiga faifaipea e le gata e matua'i moni lava.

Molecules o le intracellular e feaveaʻi malosi e fausia e avea o se mea e maua mai i se faasologa o gaioiga faʻamaʻi. Ae ui i lea, o le punavai autu o le ATP o le galuega a le masini sili ona faigata o le cell - ATP synthase. Ole numera tele ole mole ole enzyme o lo'o i totonu ole mitochondria, lea e fai ma "la'au eletise".

ATP synthase - pito i luga: vaega tumau

i totonu o le membrane, ta'avale ta'avale, vaega fa'atatau

mo le tuufaatasia o le ATP

I le faʻagasologa o le faʻamaʻiina o meaola, o le hydrogen ions o loʻo feaveaʻi mai totonu o vaega taʻitasi o le mitochondria i fafo, lea e faʻatupuina ai lo latou gradient (eseesega faʻapitoa) i itu uma e lua o le membrane mitochondrial. O lenei tulaga e le mautu ma o loʻo i ai se uiga masani mo faʻatonuga e tutusa, o le mea lea e faʻaaogaina e le ATP synthase. O le enzyme e aofia ai le tele o vaega gaoioi ma mautu. O se vaega ma alalaupapa o loʻo faʻapipiʻiina i totonu o le membrane, lea e mafai ai ona ulu atu i totonu o le mitochondria ions hydrogen mai le siosiomaga. O suiga fa'avae e mafua mai i le latou gaioiga e sui ai le isi vaega o le enzyme - o se elemene fa'aumiumi e fai ma fa'a'ave'a. I le isi pito o le tootoo, i totonu o le mitochondrion, o loʻo faʻapipiʻi i ai se isi vaega o le faiga. O le taamilosaga o le 'au e mafua ai le suiga o le vaega i totonu, lea, i nisi o ona tulaga, o loʻo faʻapipiʻiina ai mea e fai ai le ATP, ona sosoo ai lea ma isi tulaga o le rotor, o se mea faʻapipiʻi malosi malosi. . tatala.

Ma o le taimi lenei e le faigata ona maua se faʻatusa i le lalolagi o tekinolosi tagata. Na'o se afi eletise. O le tafe mai o ion hydrogen e fa'agaioi ai elemene i totonu o le afi mole mole e le mafai ona gaoioi i totonu o le membrane, e pei o lau o le turbine e fa'aosoina e se ausa vai. E fa'afeiloa'i e le 'a'ai le ta'avale i le faiga fa'atupu ATP. E pei o le tele o enzymes, o le synthase e mafai foi ona galue i le isi itu ma talepe i lalo ATP. O lenei faiga e fa'aosoina ai se afi i totonu e fa'aosoina vaega fe'avea'i o le fasi membrane i totonu o se au. O lenei mea, i le isi itu, e taʻitaʻia atu i le pamuina o ion hydrogen mai le mitochondria. O lea la, o le pamu e faʻaulu ile eletise. Molecular vavega o le natura.

I luga o le tuaoi…

... I le va o le sela ma le siʻosiʻomaga o loʻo i ai se membrane sela e vavaeeseina ai le faʻatonuga i totonu mai le vevesi o le lalolagi i fafo. E aofia ai se vaega lua o molelaʻau, faatasi ai ma vaega hydrophilic ("vai-alofa") i fafo ma le hydrophobic ("vai-aloese") vaega i le tasi ma le isi. O le membrane foi o loʻo i ai le tele o moleki porotini. E tatau ona fa'afeso'ota'i le tino ma le si'osi'omaga: mitiia mea e mana'omia ma fa'asa'oloto ai otaota. O nisi vailaʻau faʻapipiʻi ma molelaʻau laiti (mo se faʻataʻitaʻiga, vai) e mafai ona ui atu i totonu o le membrane i itu uma e lua e tusa ai ma le faʻaogaina o le kesi. O le faʻasalalauina o isi e faigata, ma o le sela lava ia e faʻatonutonuina lo latou mitiia. E le gata i lea, o masini feaveaʻi e faʻaaogaina mo felauaiga - conveyors ma ion channels.

O le conveyor e fusifusia se ion poʻo se mole ma faʻagaioi atu i le isi itu o le membrane (pe a laʻititi le membrane lava ia) poʻo - pe a pasi i totonu o le membrane atoa - faʻagaoioi le vaega o loʻo aoina ma faʻamalolo i le isi pito. O le mea moni, o conveyors e galulue i auala uma e lua ma e matua "fiafia" - e masani ona latou felauaiga na o le tasi le ituaiga o mea. Ion alalaupapa fa'aalia se aafiaga galue tutusa, ae o se masini ese. E mafai ona faʻatusatusa i latou i se faamama. O fela'ua'iga e ala i alavai oona e masani lava ona mulimulita'i i le fa'alili o le fa'asa'o (maualuga i lalo fa'a'otoga o kaona se'ia o'o i lalo). I le isi itu, o masini intracellular e faatonutonuina le tatalaina ma le tapunia o auala. E fa'aalia fo'i e alavai o le ion le maualuga o le filifilia mo vaega ninii e ui atu ai.

Ion alavai (agavale) ma paipa o loʻo faʻaogaina

Ole fu'a fa'ama'i ose masini fa'ata'avale moni

O loʻo i ai se isi masini mole mole manaia i totonu o le membrane cell - le taʻavale flagellum, lea e faʻamautinoa ai le gaioiga malosi o siama. O se afi polotini lea e aofia ai vaega e lua: o se vaega tumau (stator) ma se vaega taamilo (rotor). O le gaioiga e mafua mai i le tafe mai o ion hydrogen mai le membrane i totonu o le sela. Latou te ulu atu i le auala i le stator ma atili i totonu o le vaega mamao, lea o loʻo i totonu o le rotor. Ina ia o'o i totonu o le sela, e tatau ona su'e ions hydrogen i le isi vaega o le alavai, lea e toe i totonu o le stator. Ae ui i lea, e tatau ona feliuliua'i le rotor ina ia mafai ona fa'afeso'ota'i auala. O le pito o le rotor, o loʻo faʻapipiʻi i tua atu o le pa, o loʻo faʻafefeteina, o loʻo faʻapipiʻi i ai se fuʻa fetuutuunai, e taamilo e pei o se peleni helikopa.

Ou te talitonu o lenei faʻamatalaga puupuu o le masini feaveaʻi o le a faʻamalamalamaina ai o mamanu manumalo a le Nobel Prize winners, e aunoa ma le faʻateʻaina mai a latou taunuʻuga, e mamao lava mai le atoatoa o foafoaga o le evolusione.