Igwe mkpanaka

Enyere ihe nrite 2016 Nobel Prize in Chemistry maka nnukwu mmezu e nwetara n'ịmepụta mkpụrụ ndụ ihe nke na-arụ ọrụ dị ka igwe eji arụ ọrụ. Agbanyeghị, a pụghị ikwu na echiche nke imepụta obere igwe bụ echiche mmadụ mbụ. Na oge a ọdịdị bụ nke mbụ.

Igwe molekụla enyere onyinye (ihe gbasara ha na akụkọ sitere na mbipụta Jenụwarị nke MT) bụ nzọụkwụ mbụ na teknụzụ ọhụrụ nke nwere ike ịgbanwe ndụ anyị n'oge na-adịghị anya. Mana ahụ nke ihe niile dị ndụ juputara na usoro nha nano nke na-akwado ịrụ ọrụ nke ọma nke mkpụrụ ndụ.

N'etiti…

... mkpụrụ ndụ nwere oghere, na-echekwa ozi mkpụrụ ndụ ihe nketa na ya (nje bacteria enweghị oghere dị iche). DNA molekul n'onwe ya dị ịtụnanya - ọ nwere ihe karịrị ijeri isii (nucleotides: nitrogenous base + deoxyribose sugar + phosphoric acid residue), na-akpụ eri nwere ngụkọta ogologo ihe dị ka mita abụọ. Ma anyị abụghị ndị na-edekọ ihe n'akụkụ a, n'ihi na e nwere ihe ndị dị ndụ DNA nwere ọtụtụ narị ijeri nucleotides. Iji tinye nnukwu molekul dị otú ahụ n'ime oghere, bụ́ nke a na-apụghị ịhụ anya n'anya gba ọtọ, a na-akpụkọta eriri DNA ọnụ ka ha ghọọ helix (helix abụọ) ma kechie ya gburugburu protein ndị pụrụ iche a na-akpọ histones. Selụ nwere igwe pụrụ iche iji rụọ ọrụ na nchekwa data a.

Ị ga-eji ozi dị na DNA na-eme ihe mgbe niile: gụọ usoro ndị na-edepụta maka protein ndị ị chọrọ n'otu oge (nsụgharị), na site n'oge ruo n'oge na-edepụta nchekwa data dum iji kesaa cell (mbigharị). Nke ọ bụla n'ime usoro ndị a gụnyere ikpughe helix nucleotide. Ọrụ a na-eji helicase enzyme, nke na-aga n'akụkụ gburugburu na - dị ka wedge - na-ekewa ya n'ime eriri nke ọ bụla (ihe niile dị ka àmụmà). Enzyme na-arụ ọrụ site na iji ike ewepụtara n'ihi nbibi nke ikuku ume zuru ụwa ọnụ - ATP (adenosine triphosphate).

Ụdị nke molekul ATP. Mgbakwunye na mwepu nke phosphate residues (aka ekpe) na-emezi mgbanwe nke ike na mmeghachi omume kemịkalụ cellular.

Ugbu a ị nwere ike ịmalite ịdegharị iberibe ụdọ, nke RNA polymerase na-eme, nke ike dị na ATP na-akwakwa ya. Enzyme ahụ na-aga n'akụkụ eriri DNA wee mepụta akụkụ nke RNA (nwere sugar, ribose kama deoxyribose), nke bụ template nke na-ejikọta protein. N'ihi ya, a na-echekwa DNA (na-ezere ịkọwapụta mgbe niile na ịgụ nke iberibe) na, na mgbakwunye, enwere ike ịmepụta protein n'ime cell, ọ bụghị naanị na oghere.

DNA polymerase na-enye ihe fọrọ nke nta ka ọ bụrụ ihe na-enweghị njehie, nke na-eme otu ihe ahụ na RNA polymerase. Enzyme ahụ na-aga n'akụkụ eri ahụ ma na-ewuli ibe ya elu. Mgbe molekul ọzọ nke enzyme a na-aga n'akụkụ eriri nke abụọ, ihe si na ya pụta bụ helices DNA abụọ zuru ezu. Enzyme ahụ chọrọ ọtụtụ "ndị enyemaka" iji malite iṅomi, na-ejikọta iberibe ọnụ ma wepụ ihe ndọtị na-adịghị mkpa. Otú ọ dị, DNA polymerase nwere "nrụpụta nrụpụta". Ọ nwere ike ịkwaga naanị n'otu ụzọ. Ntugharị chọrọ ka e mepụta ihe a na-akpọ mmalite, nke na-amalite nṅomi n'ezie. Ozugbo emechara, a na-ewepụ ihe ndị na-emepụta ihe na, ebe ọ bụ na polymerase enweghị nkwado ndabere, a na-ebelata ya na DNA ọ bụla. Na nsọtụ nke eri ahụ bụ iberibe ihe nchebe a na-akpọ telomeres, nke na-adịghị etinye maka protein ọ bụla. Mgbe ha risịrị nri (n'ime mmadụ, mgbe ihe dị ka ugboro 50 gasịrị), chromosomes na-ejikọta ọnụ ma na-agụ ya n'ụzọ na-ezighị ezi, nke na-akpata ọnwụ nke cell ma ọ bụ mgbanwe ya ghọọ ọrịa kansa. Ya mere, a na-eji elekere telomere tụọ oge ndụ anyị.

Iṅomi DNA chọrọ ọtụtụ enzymes iji rụọ ọrụ ọnụ.

A na-emebi molekul hà nha DNA mgbe niile. Otu enzymes ọzọ, na-arụkwa ọrụ dị ka igwe pụrụ iche, na-ahụ maka ọdịda. Enyere nkọwa nke ọrụ ha ihe nrite kemistri na 2015 (lee akụkọ Jenụwarị 2016 maka ozi ndị ọzọ).

N'ime…

... cell nwere cytoplasm - nkwusioru nke components na-ejupụta ha dị iche iche dị mkpa ọrụ. A na-ekpuchi cytoplasm dum na netwọk nke ihe owuwu protein nke mebere cytoskeleton. Microfibers nkwekọrịta na-ekwe ka cell gbanwee ọdịdị ya, na-ekwe ka ọ na-akpụ akpụ ma na-emegharị akụkụ ahụ dị n'ime ya. Cytoskeleton na-agụnyekwa microtubules, i.e. tubes nwere protein ụmụ irighiri ihe. Ndị a bụ ihe siri ike (otu tube na-esi ike mgbe niile karịa otu mkpanaka nke otu dayameta) nke na-etolite cell, na otu n'ime igwe ndị na-adịghị ahụkebe na-agagharị n'akụkụ ha - protein na-eje ije (n'ụzọ nkịtị!).

Microtubules nwere njedebe chaja eletrik. Protein a na-akpọ dynein na-aga n'ihu na-adịghị mma, ebe kinesin na-aga n'akụkụ nke ọzọ. N'ihi ike a napụtara site na nbibi nke ATP, ọdịdị nke protein na-eje ije (nke a makwaara dị ka moto ma ọ bụ protein protein) na-agbanwe cyclically, na-enye ha ohere ịkwaga dị ka ọbọgwụ n'akụkụ elu nke microtubules. A na-eji eriri "protein" mee ihe ụmụ irighiri ahụ, ruo na njedebe nke nnukwu molekul ọzọ ma ọ bụ afụ jupụtara na ihe mkpofu nwere ike ịrapara. Ihe ndị a niile yiri rọbọt nke, na-amagharị, na-adọta balloon site na eriri. Ndị na-edozi protein na-ebuga ihe ndị dị mkpa na-ebuga n'ebe kwesịrị ekwesị na cell ma bugharịa ihe ndị dị n'ime ya.

Ihe fọrọ nke nta ka ọ bụrụ mmeghachi omume niile na-eme na cell bụ enzymes na-achịkwa, na-enweghị nke mgbanwe ndị a agaghị eme. Enzymes bụ ihe na-akpali akpali nke na-arụ ọrụ dị ka igwe pụrụ iche iji mee otu ihe (ọtụtụ mgbe ha na-eme ngwa ngwa naanị otu mmeghachi omume). Ha na-ejide ihe ndị na-agbanwe agbanwe, tinye ha nke ọma na ibe ha, ma mgbe usoro ahụ gasịrị, ha na-ahapụ ngwaahịa ahụ wee malite ịrụ ọrụ ọzọ. Njikọ ya na robot ụlọ ọrụ na-eme omume ugboro ugboro na-adịghị agwụ agwụ ziri ezi.

A na-emepụta ụmụ irighiri ihe na-ebu ike intracellular dị ka ihe sitere na usoro mmeghachi omume kemịkal. Otú ọ dị, isi iyi nke ATP bụ ọrụ nke usoro sel kachasị mgbagwoju anya - ATP synthase. Ọnụ ọgụgụ kasị ukwuu nke molekul nke enzyme a dị na mitochondria, nke na-arụ ọrụ dị ka "osisi ike" cellular.

ATP synthase - n'elu: akụkụ arịlịka

na akpụkpọ ahụ, mbanye aro, ọrụ iberibe

maka njikọ ATP

N'oge usoro oxidation nke ndu, a na-ebuga ion hydrogen si n'ime akụkụ nke mitochondria n'èzí, nke na-emepụta gradient ha (ọdịiche ntinye uche) n'akụkụ abụọ nke akpụkpọ ahụ mitochondrial. Ọnọdụ a adịghị eguzosi ike n'ihe na enwere ọchịchọ ebumpụta ụwa ịhazi mkpokọta mkpokọta, nke bụ ihe ATP synthase na-eji. Enzyme nwere akụkụ dị iche iche na-akpụ akpụ na nke kwụ ọtọ. Mpempe akwụkwọ nwere ọwa nke ion hydrogen sitere na gburugburu ebe obibi nwere ike isi banye n'ime mitochondria ka edobere na akpụkpọ ahụ. Mgbanwe nhazi nke mmegharị ha kpatara na-atụgharị akụkụ ọzọ nke enzyme - ihe elongated nke na-arụ ọrụ dị ka ogwe ụgbọala. N'akụkụ nke ọzọ nke mkpanaka ahụ, n'ime mitochondria, akụkụ ọzọ nke usoro ahụ na-ejikọta ya. Ntugharị nke ogwe ahụ na-eme ka ntụgharị nke mpempe akwụkwọ dị n'ime ya, nke - na ụfọdụ n'ime ọnọdụ ya - a na-ejikọta ihe ntinye nke mmeghachi omume nke ATP, na mgbe ahụ - n'ọnọdụ ndị ọzọ nke rotor - ihe mejupụtara ike dị elu. tọhapụrụ.

Na oge a, ọ naghị esiri ike ịchọta ihe atụ na ụwa nke nkà na ụzụ mmadụ. Naanị igwe ọkụ eletrik. Ntughari nke ion hydrogen na-eme ka ihe ndị ahụ na-abanye n'ime moto molekụla na-enweghị ike ime na akpụkpọ ahụ, dị ka agụba turbine nke iyi mmiri na-ebugharị. Osisi ahụ na-ebufe draịva ahụ na sistemụ ọgbọ ATP n'ezie. Dị ka ọtụtụ enzymes, synthase nwere ike ime n'akụkụ nke ọzọ wee mebie ATP. Usoro a na-eme ka moto dị n'ime, nke, site na ogwe aka, na-ebugharị akụkụ ndị na-akpụ akpụ nke mpempe akpụkpọ ahụ. Nke a, n'aka nke ya, na-eduga na mgbapụta nke ion hydrogen site na mitochondria. Yabụ, mgbapụta ọkụ eletrik. Ọrụ ebube molekul nke okike.

Ruo oke...

...N'etiti cell na gburugburu ebe obibi e nwere akpụkpọ anụ cell nke na-ekewa usoro dị n'ime ya na ọgba aghara nke ụwa dị n'èzí. Ọ nwere okpukpu abụọ nke ụmụ irighiri ihe, na akụkụ hydrophilic ("mmiri na-ahụ n'anya") akụkụ na-eche ihu na akụkụ hydrophobic ("mmiri na-ezere") na-eche ibe ha ihu. Akpụkpọ ahụ nwekwara ọtụtụ protein molecule. Ahụ ga-abanye na kọntaktị na gburugburu ebe obibi: gbanye ihe ndị ọ chọrọ ma wepụ ihe mkpofu. Ụfọdụ obere kemịkalụ molekul (dị ka mmiri) nwere ike isi na akpụkpọ ahụ gafee n'akụkụ abụọ ahụ dịka ntinye uche siri dị. Mgbasa nke ndị ọzọ siri ike, na cell n'onwe ya na-achịkwa nnabata ha. Na-esote, a na-eji igwe ekwentị-conveyors na ọwa ion — maka nnyefe.

Onye na-ebufe ahụ na-ejikọta ion ma ọ bụ molecule wee bugharịa ya na ya n'akụkụ nke ọzọ nke akpụkpọ ahụ (mgbe ọ dị ntakịrị) ma ọ bụ - mgbe ọ na-agafe na akpụkpọ ahụ dum - na-emegharị ihe ahụ anakọtara wee hapụ ya n'akụkụ nke ọzọ. N'ezie, ndị na-ebugharị na-arụ ọrụ n'ụzọ abụọ ma dị oke "na-ahọrọ" - ha na-ebukarị naanị otu ụdị ihe. Ọwa ion na-egosi mmetụta arụ ọrụ yiri nke ahụ mana usoro dị iche. Enwere ike iji ha tụnyere nzacha. Ụgbọ njem site na ọwa ion n'ozuzu na-esochi gradient (site na elu ruo na ntanye ion dị ala ruo mgbe ha dara). N'aka nke ọzọ, usoro intracellular na-achịkwa oghere na mmechi nke akụkụ. Ọwa ion na-egosipụtakwa oke nhọrọ n'akụkụ ihe ndị a na-agafe.

Ọwa ion (aka ekpe) na pipeline na-arụ ọrụ

Flagellum nke nje bacteria bụ ezigbo usoro ịkwọ ụgbọala

Enwere igwe ihe omimi ọzọ na-adọrọ mmasị na akpụkpọ ahụ cell - flagellum drive, nke na-eme ka nje bacteria na-arụ ọrụ. Ọ bụ moto protein nwere akụkụ abụọ: akụkụ kwụ ọtọ (stator) na akụkụ na-atụgharị (rotor). A na-ebute mmegharị ahụ site na ntinye nke ion hydrogen si na akpụkpọ ahụ banye n'ime cell. Ha na-abanye na ọwa na stator wee banye n'akụkụ dị anya, nke dị na rotor. Iji banye n'ime cell, hydrogen ion ga-achọta ụzọ ha na-esote akụkụ nke ọwa, nke ọzọ na stator. Otú ọ dị, rotor ga-atụgharịrịrị ka ọwa na-agbakọta. Ọgwụgwụ nke rotor, na-apụta n'ofe cell, na-agbagọ, na flagellum na-agbanwe agbanwe na-ejikọta ya, na-atụgharị dị ka rotor helikopta.

Ekwenyere m na nleba anya nkenke nke usoro cellular ga-eme ka o doo anya na atụmatụ mmeri nke ndị meriri Nrite Nobel, na-ewepụghị ihe ha rụzuru, ka dị anya site na okike zuru oke nke evolushọn.