• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Polacy tłumaczą tajemnice komórkowego łańcucha oddechowego

    06.08.2010. 13:18
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Spektakularnego odkrycia, tłumaczącego niezrozumiałe dotąd mechanizmy związane z komórkowym łańcuchem przekazywania energii i ochroną przed wolnymi rodnikami, dokonał zespół młodych naukowców z Zakładu Biofizyki Uniwersytetu Jagiellońskiego. Wyniki ich pracy, uznanej za niezwykle znaczące dla zrozumienia procesów przekazywania energii w układach biologicznych, opublikowało jedno z najbardziej prestiżowych czasopism naukowych na świecie - "Science".

    Jest to zarazem pierwsza publikacja polskich badaczy w "Science", gdzie autorem korespondecyjnym jest pracownik UJ.

    Badania zespołu, kierowanego przez dra hab. Artura Osyczkę z Zakładu Biofizyki Wydziału Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii UJ, dotyczą jednego z podstawowych białek zaangażowanych w procesy bioenergetyczne komórek - enzymu o nazwie cytochrom bc1 (inaczej: mitochondrialnego kompleksu III). Białko to zbudowane jest z dwóch identycznych monomerów, które razem tworzą skomplikowany układ o symetrii strukturalnej, stanowiący centralny punkt łańcucha przekazywania energii.

    Dotychczas - jak informuje na swojej stronie UJ - symetria ta uniemożliwiała zrozumienie mechanizmu działania całego białka. Teraz, dzięki innowacyjnemu podejściu Polaków, sytuacja ta uległa zmianie.

    Autorzy opublikowanej w "Science" pracy pt. "An electronic bus bar lies in the core of cytochrome bc1" zastosowali bowiem zupełnie inne, eksperymentalne podejście do rozwiązania problemu - wykorzystali model bakterii fotosyntetyzujących i przy użyciu technik inżynierii genetycznej skonstruowali białko fuzyjne, w którym oba monomery zostały ze sobą złączone.

    Taka forma białka - jak wyjaśniają - umożliwiła im następnie przerwanie symetrii strukturalnej, dzięki czemu zdołali przetestować doświadczalnie wszystkie możliwe kombinacje potencjalnych dróg działania enzymu i przyjrzeć się poszczególnym etapom całego procesu przetwarzania energii, w który jest on zaangażowany.

    Po dokładnej analizie okazało się, że podjednostki wchodzące w skład cytochromu bc1 tworzą ze sobą funkcjonalny układ, o charakterystycznym kształcie litery H. Zdaniem specjalistów wiedza ta pozwala lepiej zrozumieć sam mechanizm działania kompleksu białkowego. Naukowcy z Krakowa twierdzą, że można porównać go do modelu funkcjonowania szyny elektrycznej, będącej powszechnym składnikiem wielu urządzeń elektrycznych.

    Eksperci są zgodni, że jest to spektakularne odkrycie tłumaczące ideę symetrii w kontekście wydajności energetycznej układów biologicznych i ich ochrony przed szkodliwymi wolnymi rodnikami.

    Opublikowana w "Science" praca badawcza została wykonana przez zespół młodych naukowców i w całości zrealizowana w Polsce, w laboratorium UJ, jako część grantu badawczego finansowanego przez brytyjską fundację Wellcome Trust. Kierownikiem i autorem całego projektu jest dr hab. Artur Osyczka, a pierwszą autorką opublikowanej w "Science" pracy - mgr Monika Świerczek. Autorami pracy są również mgr Ewelina Cieluch, dr Marcin Sarewicz i mgr Arkadiusz Borek.

    Więcej informacji na temat badań krakowskich naukowców można uzyskać na stronie www: www.wbbib.uj.edu.pl/mbg

    PAP - Nauka w Polsce, Katarzyna Czechowicz

     tot/bsz


    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Janusz Marek Bujnicki (ur. 1975) – profesor nauk biologicznych, kierownik Laboratorium Bioinformatyki i Inżynierii Białka w Międzynarodowym Instytucie Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie; kierownik grupy badawczej w Laboratorium Bioinformatyki Pracowni Bioinformatyki Instytutu Biologii Molekularnej i Biotechnologii Wydziału Biologii UAM w Poznaniu; członek Akademii Młodych Uczonych PAN; członek Komitetu Biologii Ewolucyjnej i Teoretycznej PAN i Komitetu Biochemii i Biofizyki PAN, członek-założyciel i wiceprezes (2008–2010) a następnie prezes (2011–2013) Polskiego Towarzystwa Bioinformatycznego; członek zarządu Society of Bioinformatics in Northern Europe, SocBiN; członek panelu Life, Environmental and Geo Sciences (LEGS) organizacji Science Europe; członek komitetu naukowego inicjatywy Innovative Medicines Initiative; redaktor wykonawczy, a wcześniej członek rady redakcyjnej czasopisma „Nucleic Acids Research”, zastępca redaktora sekcji w czasopiśmie "BMC Bioinformatics"; członek rady redakcyjnej czasopism „Journal of Applied Genetics”, „Database", „Journal of Nucleic Acids”; redaktor serii „Nucleic Acids and Molecular Biology”. Pierwszy polski laureat grantu w dziedzinie nauk biologicznych przyznawanego przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych (ERC), zwycięzca pierwszej edycji plebiscytu "Polacy z Werwą" w kategorii Nauka. Koszt psychiczny - każde zachowanie człowieka łączy się z wydatkowaniem energii psychicznej. Chodzi tu zarówno o mobilizację energii psychicznej niezbędnej dla procesu intelektualnej analizy jak sukcesywne pobudzanie zachowań w trakcie dochodzenia do realizacji celu. Nakłady energii psychicznej, którą człowiek wydatkuje w trakcie realizacji dowolnych działań określimy mianem kosztu psychicznego tej działalności. Np. koszt psychiczny pracy, psychiczny koszt współdziałania z innymi ludźmi, psychiczny koszt nauki, psychiczny koszt zakupów, psychiczny koszt ruchu drogowego…itp. Ilość osobniczej energii psychicznej jest skończona i wydatkowanie jej w jednej dziedzinie zmniejsza możliwości jej wydatkowania w innych dziedzinach. Wydatkowanie energii psychicznej jest równoznaczne z ponoszeniem kosztów psychicznych. Jakość energii elektrycznej (parametry jakości energii elektrycznej) – to grupa wielkości charakteryzujących napięcie zasilające, których zapewnienie jest warunkiem poprawnej pracy zasilanych urządzeń elektrycznych.

    Miedź w energooszczędnych silnikach elektrycznych: Wysoka przewodność elektryczna miedzi jest istotnym czynnikiem projektowym, który umożliwia zwiększenie sprawności energetycznej silników elektrycznych. Jej znaczenie wynika stąd, że silniki elektryczne i napędzane nimi układy są znaczącymi odbiornikami energii elektrycznej pobierającymi 43%-46% całkowitego globalnego zużycia energii i 69% całkowitej energii elektrycznej zużywanej przez przemysł. Miejsce dostarczania energii elektrycznej (ang. point of supply, supply terminals) MD – umowny punkt, w którym następuje przekazanie (dostawa lub odbiór) energii elektrycznej przez jednego partnera handlowego drugiemu. Miejscem dostarczenia (MD) może być fizyczny punkt w sieci będący umownym punktem granicznym, w którym następuje przekazanie energii elektrycznej. Wielkość energii elektrycznej dostarczonej lub odebranej jest wyznaczana na podstawie pomiarów energii oraz algorytmów wyznaczania ilości energii.

    Urządzenie – przedmiot umożliwiający wykonanie określonego procesu, często stanowiący zespół połączonych ze sobą części stanowiących funkcjonalną całość, służący do określonych celów, np. do przetwarzania energii, wykonywania określonej pracy mechanicznej, przetwarzania informacji, mający określoną formę budowy w zależności od spełniających parametrów pracy i celu przeznaczenia. System zasilania awaryjnego – to urządzenie lub układ urządzeń służący do ochrony wybranych odbiorników przed zakłóceniami zasilania z sieci energetycznej, których skutkiem mogłoby być zakłócenie lub przerwanie ich pracy.

    Wydział Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego – najmłodszy z piętnastu wydziałów Uniwersytetu Jagiellońskiego. Powstał w roku 2002 na bazie Instytutu Biologii Molekularnej wchodzącego w owym czasie w skład Wydziału Biologii i Nauk o Ziemi. Siedziba WBBiB mieści się przy ul. Gronostajowej 7 w Krakowie na terenie III Kampusu UJ. Wydział dysponuje nowoczesnymi laboratoriami oraz bardzo dobrze wyposażonymi salami dydaktycznymi.
    Prace naukowe prowadzone na WBBiB mają zróżnicowany charakter. Wśród nich można wyróżnić m.in.
    Białka fuzyjne (białka chimeryczne) – białka powstające z połączenia 2 lub większej liczby genów, które pierwotnie były odpowiedzialne za produkcję niezależnych białek. Produktem genu fuzyjnego jest białko (polipeptyd), którego funkcja jest w pewnym stopniu pochodną funkcji białek kodowanych przez geny wchodzące w skład takiego połączenia.

    Biologia strukturalna – dziedzina biologii znajdująca się na pograniczu biologii molekularnej, biochemii oraz biofizyki, zajmująca się badaniem przestrzennej struktury dużych biocząsteczek, takich jak białka i kwasy nukleinowe. Badania te mają podstawowe znaczenie dla wyjaśnienia mechanizmu większości procesów zachodzących w komórce takich jak oddychanie komórkowe czy obróbka informacji genetycznej, ponieważ zaangażowane są w nie cząsteczki białek, których funkcja jest ściśle powiązana z ich budową.

    Społeczny inspektor pracy (właśc. zakładowy społeczny inspektor pracy - zsip) - pracownik danego zakładu pracy, który jest członkiem związku zawodowego i nie zajmuje stanowiska kierownika zakładu pracy lub stanowiska kierowniczego bezpośrednio podległego kierownikowi zakładu. Zakładowe organizacje związkowe mogą postanowić, że społecznym inspektorem pracy może być również pracownik zakładu niebędący członkiem związku zawodowego. Sprawowanie funkcji społecznego inspektora pracy stanowi służbę społeczną, pełnioną przez pracowników dla zapewnienia przez zakłady pracy bezpiecznych i higienicznych warunków pracy oraz ochrony uprawnień pracowniczych określonych w przepisach prawa pracy.

    Bomba grafitowa (znana również jako "bomba blackout" oraz "miękka bomba") – broń używana do niszczenia elektrycznych systemów zasilających. Bomby grafitowe działają na zasadzie rozpylania chmury drobnych włókien nad komponentami elektrycznymi, doprowadzając do zwarć i zakłóceń w dostawach energii elektrycznej. Włókna mają grubość kilku setnych cala, dzięki czemu mogą unosić się w powietrzu w postaci gęstej chmury. Bomba grafitowa często zwana jest "miękką bombą", ponieważ efekty jej działania ograniczają się na ogół do instalacji elektrycznych, z minimalnym ryzykiem efektów ubocznych. Synapse Network Appliance Protocol (SNAP) - jest to protokół komunikacyjny opracowany i rozwijany w firmie Synapse. Stanowi podstawę dla zintegrowanego standardu sieci bezprzewodowych dostarczanego przez tą firmę, a przeznaczonego dla komunikacji między urządzeniami elektronicznymi. SNAP i rozwiązania oferowane przez Synapse mogą być stosowane w przypadkach, w których zachodzi potrzeba koordynowania pracy wielu urządzeń i wymiany danych między nimi bez zaangażowania w ten proces człowieka, np. budynki inteligentne, systemy alarmowe, koordynacja pracy urządzeń przemysłowych, monitoring urządzeń medycznych itd. Rozwiązania dostarczane przez Synapse są niedrogie we wdrożeniu, proste w instalacji i obsłudze. Do zarządzania siecią stworzone jest odpowiednie oprogramowanie administracyjne Synapse Portal. Aby zaprogramować urządzenia połączone w sieć nie jest konieczna wiedza na temat samego jej działania. Ciągłe monitorowanie również nie jest konieczne, wystarczy aby administrator wyposażony w komputer z aplikacją Synapse Portal tymczasowo podłączył się do sieci i wprowadził pożądane instrukcje określające pracę urządzeń wewnątrz sieci.

    Szyk antenowy to zespół promienników izotropowych takich, że prądy przez nie przepływające mają różne amplitudy i fazy. Są to promienniki częstotliwości i energii elektromagnetycznej. Szyki antenowe są rozwiązaniem problemu zdefiniowanego, jako ograniczenie działania pojedynczej anteny. Przykładem tego problemu jest np dipol. Pomimo, że antena dipolowa pozwala na lepszą kontrolę kierunkowości niż antena dookólna (izotropowa), to zwiększanie długości dipola zmniejsza kontrolę nad kierunkowością. Stąd możliwość kontrolowania kierunkowości anteny poprzez zmianę jej długości jest mocno ograniczona. Większą elastyczność oraz kontrolę można uzyskać przez kierowanie wiązki za pomocą określonego ułożenia wielu radiatorów. Moc mechaniczna (wg Oskara) jest pochodną pracy mechanicznej po czasie, czyli stosunkiem pracy mechanicznej do czasu, w jakim została ona wykonana. Jeszcze inaczej można powiedzieć, że jest ona strumieniem energii mechanicznej.

    Dodano: 06.08.2010. 13:18  


    Najnowsze