Шокирующая Азия. Часть 3

Интересные факты о Шокирующая Азия. Часть 3

Биологи Из Принстонского университета, проследив за перемещением отдельных молекул матричной РНК внутри живой бактерии, выяснили, что процесс их диффузии вовсе не похож на обычное броуновское движение. Все процессы в живой клетке выполняются многочисленными биологическими молекулами: нуклеиновыми кислотами, белками а также Т. Д. Такие молекулы синтезируются в строго определенных местах клетки а также потом перемещаются к " месту назначения ", туда, где они обязаны исполнить свою специфическую функцию.(Для знакомства с жизнью клетки см. Онлайн-книгу Наглядная биохимия.) в высокоорганизованных эукариотических клетках (клетках, обладающих ядром) имеются разнообразные структуры, оптимизирующие этот процесс перемещения, - внутриклеточные мембраны а также цитоскелет, работник не только механической базой клетке, Но а также направляющий внутриклеточные " транспортные потоки ". В безъядерных (прокариотических) клетках ничего подобного нет, по этой причине до этого времени считалось, что в них перенос макромолекул происходит за счет самой обыкновенной диффузии. При обычной диффузии молекулы, сконструированные в каком-то месте клетки а также " выпущенные на свободу ", разбредаются в согласии с простой формулой: удаление от " места рождения ", Обычно, пропорционально квадратному корню Из времени. Но известно, что в сильно неоднородных средах процесс диффузии может оказаться столь затрудненным, что молекулы будут расходиться по Более медленному закону. По этой причине нелишне протестировать конкретно в эксперименте, подтверждается ли обычный закон диффузии При путешествии макромолекул в клеточной цитоплазме. Именно это проделали Работники биологического факультета Принстонского университета Идо Голдинг (Ido Golding) а также Эдвард Кокс (Edward Cox). Результаты их наблюдений были не так давно представлены в публикации Physical Review Letters, 96, 098102 (10 March 2006). Авторы разработали оригинальную методику слежения за отдельными молекулами матричной РНК (мРНК) в бактерии Escherichia coli. В тоже самое время с транскрипцией мРНК они При помощи специальных добавок в растущей клеточной культуре включали синтез специфического флуоресцирующего белка, который связывался с молекулами мРНК по мере их производства. При малых скоростях транскрипции им удавалось получить буквально одну-единственную мРНК а также " посадить " на нее несколько флуоресцентных белков. В результате этого мРНК становилась менее активной, а это означает, Более долгоживущей, а также путешествовала по клетке по крайней мере на протяжении часа. Белок же, ярко светившийся При облучении ультрафиолетом, позволял наблюдать за перемещениями отдельных молекул в обычный микроскоп. Результаты наблюдений однозначно доказали, что диффузия мРНК в бактериальной цитоплазме происходит по Более медленному закону, чем обычная диффузия. Оказалось, что среднее удаление молекул от точки их рождения зависит от времени не как квадратный, а скорее как кубический корень (а точнее, законно t0, 35). Эта зависимость сохранялась в течение всего времени наблюдения на молекулой: от одной секунды до получаса. с целью того Чтобы доказать, что полученная зависимость - вовсе не игра случая, Авторы повторили опыты с колониями бактерий, выращенных под воздействием антибиотиков, и с бактериями-мутантами, у которых было нарушено производство а также без того немногочисленных зачатков цитоскелета. Кроме этого, варьировалась а также длина отслеживаемой мРНК. Во всех этих экспериментах молекулы разбредались по цитоплазме всё по тому же закону t0, 35. Каковы причины такого поведения молекул, покуда доподлинно не известно. Из экспериментов, однако, конкретно следует, что элементы цитоскелета у бактерий играют незначительную роль в диффузии. По-видимому, всё дело в чересчур концентрированном составе цитоплазмы. К примеру, один Из возможных механизмов замедленной диффузии таков: в процессе диффузии молекулы безостановочно натыкаются на менее подвижные препятствия, которые их ненадолго привязывают к себе а также потом снова выпускают. Чтобы разузнать, так это или нет, потребуются дополнительные эксперименты. Авторы обращают внимание, что интерес к точному закону диффузии молекул в клетке далеко не праздный. Более медленный закон диффузии означает не только то, что молекулам требуется существенно больше времени, чем считалось прежде, Чтобы достичь цели. Достигнув ее, молекулы, в силу того же самого закона, будут дольше находиться рядом Для, а это означает, имеют бoльшую вероятность исполнить " свое предназначение ". Обе эти особенности важны с целью правильного понимания " физиологии бактерии ". Насколько серьезную переоценку нынешнего понимания молекулярных процессов в бактерии повлекут за собой эти наблюдения, покажет время .