Kjemikere har avdekket hemmeligheten bak "selvmontering" av komplekse molekyler av proteiner og DNA

Forskere ved University of Massachusetts Amherst fant at en liten mengde

organisk anion (ion med negativladning) plassert i en løsning med polymerkjeder utløser dannelsen av store og komplekse molekyler. Denne oppdagelsen forklarer hvor mange elementer av levende celler som dannes, inkludert selvmontering av individuelle membranløse organeller.

Forskere trodde at ladede polymerkjedersammensatt av mindre, jevnt ladede enheter. Slike kretser kalles polyelektrolytter. De er godt studert og viser en forutsigbar natur av selvorganisering. For eksempel vil de i vann frastøte hverandre fordi gjenstander med samme ladning ikke liker å være nær hverandre. Hvis du tilsetter salt til vann som inneholder polyelektrolytter, vil molekylene kveile seg sammen fordi den elektriske frastøtningen av kjedene er skjermet av saltet.

I et nytt arbeid har forskere vist at hvis i det sammeHvis løsningen inneholder en liten mengde organiske anioner (partikler med negativ ladning), vil hele systemet endres. Tilsetning av slike elementer fører til dannelse av dipoler. 

Tiltrekningen mellom dipolene til flere makromolekyler fører til at de settes sammen til komplekse strukturer. Bilde: Shibananda Das

I motsetning til andre molekyler som kan haenten positiv eller negativ ladning, dipoler har begge deler. Det betyr at polymerer som består av dipoler, oppfører seg veldig annerledes enn de mer kjente polyelektrolyttene, forklarer forskerne. Eksperimenter har vist at de ekspanderer i saltvann og kan kryssbinde med andre dipolpolymerkjeder, noe som deretter fører til dannelse av komplekse strukturer.

Forskere har vist at dipolare polymerer er i stand tildanne komplekse, selvregulerende strukturer som kan brukes i alt fra medikamentleveringssystemer til neste generasjons polymerer. Forskere mener at disse molekylene spiller en nøkkelrolle i nesten alle biologiske sammenstillingsprosesser, for eksempel spontan fødsel av membranløse organeller i celler.

Betydningen av å oppdage at dipoler styrersammenstilling av polymerer er enorm, fordi den kaster lys over et av de grunnleggende mysteriene i livsprosesser: hvordan biologiske materialer kan settes sammen til sammenhengende, stabile strukturer.

Murugappan Muthukumar, professor ved University of Massachusetts Amherst og medforfatter av artikkelen

Les mer:

Det viste seg hva som skjer med menneskehjernen etter en time i skogen

Det ble kjent hvilken te som ødelegger protein i hjernen

Planetologer har funnet tegn til liv på Saturns måne