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Machine moléculaire créée à Manchester

Machine moléculaire créée à Manchester

De nombreux scientifiques prennent une structure naturelle comme exemple et essaient de la recréer mécaniquement et de l'appliquer éventuellement à la fabrication industrielle, à la médecine, aux transports et à notre vie quotidienne. David Leigh, professeur dans le École de chimie au Université de Manchester, est l'un de ces scientifiques, mais la particularité ici est qu'il a mené son projet à l'échelle moléculaire. Suivant le mécanisme de synthèse des protéines dans chaque cellule eucaryote, le professeur Leigh et son équipe a réussi à créer une machine à l'échelle nanométrique qui utilise des molécules comme blocs de construction afin de construire des molécules plus grosses. L'appareil a une longueur totale de seulement quelques nanomètres, vous ne pouvez donc pas le voir avec un œil «non armé». La recherche a été publiée dans "Science”.

«Le développement de cette machine qui utilise des molécules pour fabriquer des molécules dans un processus de synthèse est similaire à la chaîne d'assemblage robotique dans les usines automobiles. De telles machines pourraient finalement conduire au processus de fabrication de molécules beaucoup plus efficace et rentable. »Professeur Leigh "Cela profitera à toutes sortes de zones de fabrication, car de nombreux produits artificiels commencent au niveau moléculaire. Par exemple, nous modifions actuellement notre machine pour fabriquer des médicaments tels que la pénicilline."

Normalement, les informations pour la synthèse des protéines sont stockées dans le ADN molécules. Pour démarrer le processus de construction de la molécule de protéine codée, les informations à l'intérieur ADN est copié sur ARN molécule, qui sert de transporteur. le ARN molécule est ensuite transférée vers le ribosome, où la synthèse protéique commence sur la base des informations fournies par ARN.

La machine moléculaire utilise exactement le ribosome comme exemple. Le noyau est une piste moléculaire avec des blocs de construction situés le long de cette piste. Un nano-anneau se déplace le long de l'axe et capte ces blocs, les arrangeant et les liant dans un ordre spécifique pour construire la molécule requise.

Au début, l'anneau est guidé par des ions cuivre. L'anneau se déplace le long de l'axe jusqu'à atteindre un groupe volumineux. Après cela, un "bras réactif»Démarre les opérations en détachant le gros de la piste et en le transmettant à un autre site de la machine. Cela régénère le site actif sur le bras, ce qui permet à l'anneau de se déplacer le long de l'axe jusqu'à ce qu'il atteigne le bloc de construction suivant. Le bloc suivant est transféré au même site où le bloc précédent a été ajouté, allongeant ainsi la nouvelle structure et créant une molécule de polymère plus grosse. Lorsque tous les blocs de construction sont supprimés de la piste, l'anneau est détaché et le bâtiment s'arrête.

[Source de l'image: Université de Manchester]

«Le ribosome peut rassembler 20 blocs de construction une seconde jusqu'à 150 sont liés. Jusqu'à présent, nous n'avons utilisé notre machine que pour relier ensemble 4 blocs et il faut 12 heures pour connecter chaque bloc. Mais vous pouvez massivement mettre en parallèle le processus d'assemblage: nous utilisons déjà un million de millions de millions (1018) de ces machines travaillant en parallèle en laboratoire pour construire des molécules. David Déclara Leigh. «La prochaine étape est de commencer à utiliser la machine pour fabriquer des molécules sophistiquées avec plus de blocs de construction. Le potentiel est qu'il soit capable de fabriquer des molécules qui n'ont jamais été vues auparavant. Ils ne sont pas fabriqués dans la nature et ne peuvent pas être fabriqués de manière synthétique en raison des procédés actuellement utilisés. C'est une possibilité très excitante pour l'avenir. »


Voir la vidéo: Orbitales moléculaires 2 (Octobre 2021).