Живые организмы могут создавать нанодвигатели, размеры которых в разы меньше самых маленьких движков, сделанных человеком. К перспективным типам биологических двигателей относятся кинезин и динеин (второе название – белки, связанные с микротрубочками). Эти биодвигатели участвуют в транспортировке органелл, везикул и других компонентов цитоскелета. Кинезин и динеин двигаются вдоль микротрубочек. Этот процесс можно сравнить с поездом, идущим по рельсам. Кинезины влекут грузы от центросомы, а динеины – к центросоме.
Источником энергии, необходимой для перемещения белковых двигателей вдоль микротрубочек, служат молекулы АТФ. Кинезиновый мотор по размеру уступает динеинову двигателю. Молекулярный вес кинезина – 380 тыс., динеина – более 1 млн.
Молекула кинезина состоит их трех доменов: двух крупных головных (имеют глобулярную форму), связывающих АТФ и обеспечивающих движение, и длинного биспирального хвостового домена, соединяющего головные домены и связывающий груз. Эксперименты с очищенным кинезином и микротрубочками позволили расшифровать молекулярные механизмы движения. Оказалось, что этот мотор перемещается шагами по 8 нм и обладает тягой около 6 пиконьютон.
В качестве нанодвигателей не менее перспективны жгутики и реснички. В нанотехнологии их называют «водными двигателями». Напомним, что жгутики и реснички – это органы передвижения бактерий, простейших и сперматозоидов. Движение эукариот посредством ресничек обеспечивают те же молекулярные механизмы, движущие динеиновый двигатель. Это наноустройство, преобразующее химическую энергию в механическую, необходимую для движения разных элементов.
К биологическим наномоторам относится F0-АТФаза. Он характерен как для бактерий, так и для митохондрий – энергетических станций эукариот. В митохондриях этот белковый комплекс используется для синтеза АТФ. Движение мотора за счет протондвижущей силы приводит к синтезу АТФ. У бактерий точно такой же двигатель «крутится» в обратную сторону, сообщая бактериальной клетке движение за счет энергии гидролиза АТФ.
Это интересно
Глубоко под землей царит неумолимый, мрачный брат Зевса, Аид. Полно мрака и ужасов его царство. Никогда ...
Однажды Морван ощутил острое желание вернуться во владения предков и отправился домой. Однако, войдя во двор ...
Годом принятия христианства на Руси считается 988-й. Но становление единственной государственной религии на русских землях нельзя считать единовременным ...
Языки программирования, позволяющие выражать квантовые алгоритмы с использованием высокоуровневых конструкций. Их цель не столько создание инструмента для программистов, ...
Как это не удивительно, но в мировой истории пиратства весьма значительная роль отводится женщинам. Одной из них является ...
Несмотря на слова Скрюмира, путешественники шли дальшев Утгард. К полудню они достигли стен замка, окруженные высокой оградой. Тор, ...
Тиауанако не просто древний город Южной Америки. Это ключ к тайне цивилизации исполинов, живших до Всемирного ...
»
Знаки времени