• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Biologiczny układ modelowy pomaga zrozumieć stan pochłaniający

    22.12.2011. 16:17
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Finansowany ze środków unijnych zespół niemieckich naukowców zbadał, w jaki sposób zachowują się włókna zbudowane z białka mięśniowego - aktyny - w czasie jednoczesnego transportu i wiązania poprzecznego. W artykule poświęconym nowym badaniom, opublikowanym w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences, zespół wyjaśnia, w jaki sposób doszło do odkrycia, że na pewnym etapie układy nagle przechodzą w tak zwany "stan pochłaniający", chociaż nie przestają zużywać energii. Badania zostały dofinansowane z projektu COMPNET (Dynamika i samoorganizacja złożonych sieci cytoszkieletowych), który otrzymał grant Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERBN) o wartości 1,5 mln EUR z budżetu Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE.

    Prawa rządzące stanami pochłaniającymi można najlepiej opisać jako pociąg towarowy zasilany wystarczającą ilością energii, aby poruszać się po torach tak daleko, jak te prowadzą. Stan pochłaniający to stan, z którego układ nie może uciec.

    Niemieckiemu zespołowi udało się wykazać, że prawa te sprawdzają się również w naturze. Przyjęta przez nich metoda polegała na zbudowaniu prostego układu modelowego, składającego się z zaledwie trzech komponentów, aby przeanalizować prawa rządzące tymi tak zwanymi stanami pochłaniającymi w białkach mięśniowych. Trzy komponenty to białko mięśniowe aktyna, białka motoryczne odpowiedzialne za transport i ruch w komórkach oraz molekuły fascyny, które wiążą poprzecznie włókna aktyny. Wykorzystanie tego prostego i łatwego do kontrolowania modelu umożliwiło naukowcom zbadanie fundamentalnych zasad stanów pochłaniających.

    Naukowcy byli w stanie przeanalizować, w jaki sposób aktyna stanowi część aktywnego układu, który stale zużywa energię. Chociaż aktywne układy otaczają nas zewsząd, znajdując się zarówno w najprostszych maszynach, jak i najbardziej zaawansowanych pod względem rozwoju organizmach, nasza wiedza na ich temat pozostaje ograniczona.

    W czasie eksperymentu miliony biologicznych białek motorycznych, przyczepionych do szklanej powierzchni, były odpowiedzialne za transport włókien aktyny. Były aktywnymi komponentami w układzie modelowym. Po dodaniu adenozynotrifosforanu (ATP), który jest "paliwem" białek motorycznych, włókna zaczęły poruszać się losowo. Następnie naukowcy dodali wiążące poprzecznie molekuły, aby połączyć włókna. To doprowadziło do powstania jeszcze większych struktur poruszających się po szklanej powierzchni.

    Ostatecznie wszystkie włókna zostały włączone do większych struktur. Jednakże struktury te nie były już w stanie poruszać się swobodnie po powierzchni, gdyż zostały przymocowane do miejsca i zaczęły się poruszać w kółko - układ został uwięziony w stanie pochłaniającym, czyli takim, z którego nie mógł uciec.

    Ku zdumieniu naukowców zbudowane struktury były dosyć złożone. Zespół informuje, że odkrył zbiór doskonale wykształconych pierścieni, złożonych z milionów pojedynczych włókien, które stale obracały się pod wpływem białek motorycznych.

    "Zaskakująca jest nie tylko złożoność samych tych struktur, ale także fakt, iż nawet tak prosty układ, składający się z zaledwie trzech komponentów - włókien, białek motorycznych i białek wiążących poprzecznie - może wpaść w stan pochłaniający" - stwierdził autor naczelny raportu z badań, Volker Schaller z Instytutu Biofizyki Molekularnej i Komórkowej przy Technische Universitaet Muenchen w Niemczech.

    Zdaniem innego autora raportu, Andreasa Bauscha, zdumiewającym w dokonanym odkryciu jest to, że chociaż aktywny układ może przejść w stan pochłaniający, to nadal zużywa energię. "To co hipnotyzuje w układzie modelowym, poza fascynacją wzbudzaną prze niemal idealne formy, to jego pozorna sprzeczność. Stan pochłaniający dla układu to jak ślepa uliczka: jedna część systemu wchodzi w ślepy zaułek, z którego nie ma już wyjścia" - wyjaśnia profesor Bausch.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Zderzak jest to element chroniący część lub zespół maszyny przed przemieszczaniem lub „element ograniczający ruch jakiegoś zespołu maszyny, przyrządu itp. lub też zmieniający prędkość albo kierunek tego ruchu” lub „urządzenie pochłaniające energię uderzenia”. Mikrofilamenty (filamenty aktynowe, mikrowłókienka) (microfibrillae cellulares) – cienkie włókna białkowe zbudowane z białka aktyny znajdujące się w cytoplazmie. Są odpowiedzialne za ruch cytoplazmy, zmianę kształtu komórki i jej ruch pełzakowaty dzięki pseudopodiom (nibynóżkom) oraz endocytozę. Zbudowane są ze splecionych łańcuchów aktyny (białko odpowiedzialne za skurcz mięśni). Zlokalizowane są tuż pod błoną komórkową. Półmaska – indywidualne urządzenie stosowane do ochrony wyłącznie dróg oddechowych. Półmaski pochłaniają cząsteczki z powietrza lub filtrują powietrze od gazów bojowych, bakterii, wirusów itp. Przykładowo półmaski filtrujące cząstki w kopalniach, to np. ZF 0/24z, które pochłaniają cząstki z powietrza.


    Pręt kontrolny − jeden z elementów rdzenia reaktora jądrowego służący do kontroli tempa zachodzenia łańcuchowej reakcji rozszczepienia. Zbudowany jest z materiałów, które pochłaniają neutrony nie ulegając przy tym rozszczepieniu. Budowa i skład chemiczny prętów jest dobierany pod kątem zakresu energii neutronów powstających w reaktorze, z uwagi na różne przekroje czynne pochłaniania neutronów o różnych energiach. Życzenie - stan świadomości, odczuwany gdy przyszły, potencjalny stan rzeczy postrzegany jest jako bardziej korzystny (dla realizacji jakiegoś celu) niż stan obecny i istnieje subiektywne poczucie szansy osiągnięcia tego stanu. Przy braku tej szansy życzenie staje się marzeniem, takim jak chęć posiadania prywatnego odrzutowca przez osobę o przeciętnym statusie materialnym. Życzenie nie jest potrzebą, ale skutkiem konfrontacji potrzeb z subiektywnym prawdopodobieństwem ich zaspokojenia w danej perspektywie czasowej, także bardzo odległej. Realizacja życzenia może powodować czasowe pogorszenie się stanu rzeczy, ale godzimy się na to, gdyż ten pogorszony stan bardziej przybliży nas do celu niż stan obecny. Przykładem jest życzenie ukończenia studiów, które pochłaniają część zarobków, czas i wysiłek, ale docelowo zwiększają szanse na uzyskanie lepiej płatnej pracy.

    Koszt psychiczny pracy (zwany także kosztem psychicznym uczestnictwa w danej organizacji) jest to energia psychiczna wydatkowana w trakcie pełnienia roli organizacyjnej. Na rolę organizacyjną składają się zachowania wymuszone umową o pracę, przepisami i poleceniami kierowniczymi, – czyli zachowania formalne - oraz inicjatywa własna zmierzająca do usprawnień innowacji, poprawy jakości, wydajności itp. Im więcej energii psychicznej pochłaniają zachowania formalne tym mniej jej zostaje na przejawianie inicjatywy. Psychiczny koszt pracy zwiększają sytuacje frustracyjne w miejscu pracy. Frustracja pochłania energię psychiczną i powoduje, że mniej energii może być przeznaczone na pełnienie roli organizacyjnej. Oznacza to, że pracownik ponoszący duży psychiczny koszt pracy będzie się ograniczał do tego co konieczne czyli do zachowań formalnych i unikał przejawiania inicjatywy. W codziennych sytuacjach organizacyjnych pracownicy ponoszący duży psychiczny koszt pracy postrzegają rzeczywistość, w taki sposób, aby móc uzasadnić swoją bierność. Równoważnik dawki pochłoniętej, biologiczny równoważnik dawki, dawka równoważna – pojęcie pochodne od dawki pochłoniętej. Jest to ilość energii, którą deponuje cząstka w materii żywej (tkance, organie), przez którą przechodzi, z uwzględnieniem skutków biologicznych wywołanych przez różne rodzaje promieniowania. Jednostką równoważnika dawki pochłoniętej jest siwert (Sv). Równoważnik dawki pochłoniętej otrzymuje się w wyniku przemnożenia dawki pochłoniętej przez współczynnik wagowy promieniowania:

    Pochłanianie – w akustyce jest procesem absorbowania energii fali dźwiękowej przez ciała fizyczne. Na skutek pochłaniania energia fali przechodzącej przez ciało ulega zmniejszeniu, powodując wzrost energii wewnętrznej tego ciała. Absorpcja (od łac. absorptio – pochłanianie) – termin stosowany w wielu dziedzinach oznaczający pochłanianie, wchłanianie.

    Strefa zgniotu (albo strefa kontrolowanego zgniotu) – określenie stosowane najczęściej w motoryzacji opisująca tę część pojazdu, która w razie kolizji z przeszkodą (także – z innym pojazdem) ulega deformacji (zgnieceniu) pochłaniając przy tym znaczną część energii pojazdu.

    Dodano: 22.12.2011. 16:17  


    Najnowsze