Le macchine molecolari del tuo corpo

 

http://wehi.tv Queste sono minuscole macchine molecolari e lo stanno facendo all’interno del tuo corpo – proprio ora.
Per capire perché, dobbiamo ridurre.
Ogni giorno, in un corpo umano adulto, muoiono dai 50 ai 70 miliardi di cellule.
O sono stressati, danneggiati o semplicemente vecchi. Ma questo è normale – in effetti, si chiama “morte cellulare programmata”.
Ma, per compensare tutte queste cellule perdute, proprio ora, miliardi di cellule si stanno dividendo, creando essenzialmente nuove cellule. E quel processo di divisione cellulare, chiamato anche mitosi – beh, richiede un esercito di minuscole macchine molecolari. Quindi, diamo un’occhiata più da vicino.
Il DNA è un buon punto di partenza: la molecola a doppia elica di cui parliamo sempre.
Questa è una rappresentazione scientificamente accurata del DNA, creata da Drew Berry presso il Walter and Eliza Hall Institute of Medical Research.
Se svolgi i due fili, puoi vedere che ciascuno ha una spina dorsale zucchero-fosfato collegata alla sequenza di coppie di basi di acido nucleico, nota con le lettere A, T, G e C.
Ora, i fili corrono in direzioni opposte, il che è importante quando vai a copiare il DNA.
La copia del DNA è uno dei primi passi nella divisione cellulare.
Qui, i due filamenti di DNA vengono srotolati e separati dalla minuscola macchina molecolare blu chiamata helicase “elicasi”.
Helicase gira letteralmente veloce come un motore a reazione!
Il filo del DNA a destra ha il suo filo complementare assemblato continuamente.
Ma l’altro filo è più complicato, perché corre nella direzione opposta.
Quindi deve essere chiuso con il suo filo complementare assemblato al contrario, sezione per sezione.
Alla fine di questo processo, ci sono due molecole di DNA identiche, ognuna lunga pochi centimetri, ma larga solo un paio di nanometri.
Quindi, per evitare che il DNA diventi un groviglio, è avvolto attorno a proteine ​​chiamate “istoni”, che formano un nucleosoma.
Questi nucleosomi sono raggruppati insieme in una fibra nota come cromatina, che viene ulteriormente avvolta e arrotolata per formare un cromosoma, una delle più grandi strutture molecolari nel tuo corpo.
Puoi effettivamente vedere i cromosomi al microscopio nelle cellule in divisione.
Solo allora assumono la loro forma caratteristica. Altrimenti, il DNA è più sparso all’interno del nucleo.
Il processo di divisione di una cellula dura circa un’ora nei mammiferi, quindi questo filmato è un time-lapse.
Puoi vedere come i cromosomi si allineano sull’equatore della cellula.
Ora, quando tutto è a posto, vengono separati nelle due nuove cellule figlie, ognuna contenente una copia identica del DNA.
Ora, per quanto semplice, il processo è incredibilmente complicato e richiede macchine molecolari ancora più affascinanti per realizzarlo.
Quindi, diamo un’occhiata a un singolo cromosoma.
Un cromosoma è costituito da due cromatidi a forma di salsiccia, contenenti le identiche copie di DNA fatte in precedenza.
Ogni cromatide è attaccato alle fibre di microtubuli, che guidano e aiutano ad allinearle nella posizione corretta.
I microtubuli sono collegati al cromatide al cinetocoro, qui colorato di rosso.
Il cinetocore è costituito da centinaia di proteine ​​diverse che lavorano insieme per raggiungere obiettivi multipli. In realtà, è uno dei meccanismi molecolari più sofisticati all’interno del tuo corpo.
Il cinetocoro è fondamentale per la riuscita separazione dei cromatidi. Crea una connessione dinamica tra il cromosoma e i microtubuli.
Per un motivo che nessuno è stato ancora in grado di capire, i microtubuli vengono costantemente costruiti da un lato e decostruiti dall’altro.
Mentre il cromosoma si sta ancora preparando, il cinetocoro invia un segnale di “arresto” chimico al resto della cellula, mostrato qui dalle molecole rosse, fondamentalmente dicendo: “questo cromosoma non è ancora pronto per dividere”.
Il cinetocoro rileva anche meccanicamente la tensione.
Quando la tensione è giusta e la posizione e l’attacco sono corretti, tutte le proteine ​​si preparano, mostrato qui diventando verde.
A questo punto, il sistema di trasmissione del segnale di arresto non è spento!
Invece, viene letteralmente portato via dal cinetocoro, giù per i microtubuli, da un motore dynein – questo è il ragazzo che cammina.
Questo è davvero quello che sembra: ha lunghe “gambe”, quindi può evitare gli ostacoli e scavalcare le kinesine, i motori molecolari che camminano nella direzione opposta.
Personalmente, sono sbalordito da queste minuscole macchine molecolari, come sono in grado di eseguire le loro funzioni regolarmente e fedelmente miliardi di volte all’interno del tuo corpo in questo preciso istante.
Sono anche stupito dagli scienziati che sono stati in grado di capire come ciò avvenga in modo così dettagliato da poterne creare rappresentazioni realistiche, come hai visto nelle animazioni in questo video.
Ma, forse, la cosa più sorprendente è quanto resta da scoprire, come capire come esattamente i cromatidi vengono tirati alle estremità opposte della cellula.
C’è ancora così tanto che non sappiamo del tutto.
Sai, quello che trovo eccitante è che nella fantascienza, per decenni, abbiamo scritto di piccoli nanobot che verranno iniettati nei nostri flussi di sangue che possono curarci.
Ma ciò che suggerisce ciò, l’esistenza di queste minuscole macchine molecolari dentro di noi, suggerisce che non esiste un limite fisico che lo impedisca. E quindi, penso che sia abbastanza probabile che, in futuro, saremo in grado di sviluppare le nostre minuscole macchine molecolari che saranno in grado di riparare i nostri corpi meglio di quanto possano riparare se stessi.

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