Chemicy odkryli tajemnicę „samoorganizacji” złożonych cząsteczek białek i DNA

Naukowcy z Uniwersytetu Massachusetts Amherst odkryli, że w niewielkiej ilości

anion organiczny (jon z ujemnymładunek) umieszczony w roztworze z łańcuchami polimerowymi powoduje powstawanie dużych i złożonych cząsteczek. Odkrycie to wyjaśnia, ile elementów żywych komórek powstaje, w tym samoorganizowanie się poszczególnych organelli bezbłonowych.

Naukowcy uważali, że naładowane łańcuchy polimeroweskłada się z mniejszych, równomiernie naładowanych jednostek. Takie obwody nazywane są polielektrolitami. Są dobrze przestudiowane i wykazują przewidywalny charakter samoorganizacji. Na przykład w wodzie będą się odpychać, ponieważ przedmioty o tym samym ładunku nie lubią być blisko siebie. Jeśli dodasz sól do wody zawierającej polielektrolity, cząsteczki zwiną się, ponieważ odpychanie elektryczne łańcuchów jest osłonięte przez sól.

W nowej pracy naukowcy wykazali, że jeśli w tym samymJeśli roztwór zawiera niewielką ilość anionów organicznych (cząstek o ładunku ujemnym), wówczas cały układ ulegnie zmianie. Dodatek takich pierwiastków prowadzi do powstania dipoli. 

Przyciąganie między dipolami kilku makrocząsteczek prowadzi do ich złożenia w złożone struktury. Zdjęcie: Shibananda Das

W przeciwieństwie do innych cząsteczek, które mogą miećładunek dodatni lub ujemny, dipole mają oba. Oznacza to, że polimery złożone z dipoli zachowują się zupełnie inaczej niż bardziej znane polielektrolity - wyjaśniają naukowcy. Eksperymenty wykazały, że rozszerzają się one w soli fizjologicznej i mogą sieciować z innymi łańcuchami polimerów dipolowych, co następnie prowadzi do tworzenia złożonych struktur.

Naukowcy wykazali, że polimery dipolarne są zdolne do:tworzą złożone, samoregulujące struktury, które można stosować we wszystkim, od systemów dostarczania leków po polimery nowej generacji. Naukowcy są przekonani, że molekuły te odgrywają kluczową rolę w prawie wszystkich procesach składania biologicznego, takich jak spontaniczne narodziny organelli bez błon komórkowych w komórkach.

Znaczenie odkrycia, że ​​rządzą dipoleSkładanie polimerów jest ogromne, ponieważ rzuca światło na jedną z podstawowych tajemnic procesów życiowych: jak materiały biologiczne mogą samoorganizować się w spójne, stabilne struktury.

Murugappan Muthukumar, profesor na University of Massachusetts Amherst i współautor artykułu

Czytaj więcej:

Okazało się, co dzieje się z ludzkim mózgiem po godzinie w lesie

Wiadomo, która herbata niszczy białka w mózgu

Planetolodzy znaleźli oznaki życia na księżycu Saturna