Kemikere har afsløret hemmeligheden bag "selvsamling" af komplekse molekyler af proteiner og DNA

Forskere ved University of Massachusetts Amherst fandt, at en lille mængde

organisk anion (ion med negativladning) anbragt i en opløsning med polymerkæder udløser dannelsen af ​​store og komplekse molekyler. Denne opdagelse forklarer, hvor mange elementer af levende celler, der dannes, inklusive selvsamling af individuelle membranløse organeller.

Forskere troede, at ladede polymerkædersammensat af mindre, ensartet ladede enheder. Sådanne kredsløb kaldes polyelektrolytter. De er godt undersøgt og viser en forudsigelig karakter af selvorganisering. For eksempel vil de i vand frastøde hinanden, fordi genstande med samme ladning ikke kan lide at være tæt på hinanden. Hvis du tilsætter salt til vand, der indeholder polyelektrolytter, vil molekylerne spole sig sammen, fordi den elektriske frastødning af kæderne er skærmet af saltet.

I et nyt arbejde har videnskabsmænd vist, at hvis i det sammeHvis opløsningen indeholder en lille mængde organiske anioner (partikler med en negativ ladning), så vil hele systemet ændre sig. Tilføjelsen af ​​sådanne elementer fører til dannelsen af ​​dipoler. 

Tiltrækningen mellem dipolerne af flere makromolekyler fører til deres samling i komplekse strukturer. Billede: Shibananda Das

I modsætning til andre molekyler, der kan haveenten positiv eller negativ ladning, dipoler har begge dele. Det betyder, at polymerer, der består af dipoler, opfører sig meget anderledes end de mere velkendte polyelektrolytter, forklarer forskerne. Eksperimenter har vist, at de ekspanderer i saltvand og kan tværbinde med andre dipolpolymerkæder, hvilket så fører til dannelsen af ​​komplekse strukturer.

Forskere har vist, at dipolære polymerer er i stand tildanne komplekse, selvregulerende strukturer, der kan bruges i alt fra lægemiddelleveringssystemer til næste generations polymerer. Forskere mener, at disse molekyler spiller en nøglerolle i næsten alle biologiske samlingsprocesser, såsom den spontane fødsel af membranløse organeller i celler.

Betydningen af ​​at opdage, at dipoler styrersamling af polymerer er enorm, fordi den kaster lys over et af livsprocessernes fundamentale mysterier: hvordan biologiske materialer selv kan samles til sammenhængende, stabile strukturer.

Murugappan Muthukumar, professor ved University of Massachusetts Amherst og medforfatter af papiret

Læs mere:

Det viste sig, hvad der sker med den menneskelige hjerne efter en time i skoven

Det blev kendt, hvilken te der ødelægger protein i hjernen

Planetologer har fundet tegn på liv på Saturns måne