محققان مرکز تحقیقاتی Georgia به‌تازگی توانستند اندامک‌های بدون غشای داخل سلول را به‌کمک ترکیب موادی نظیر قند، نمک، پلی‌اتیلن گلیکول و مقادیری آنزیم شبیه‌سازی کنند. آن‌ها در این مدل نشان دادند که چگونه می‌توان به‌کمک چند ماده ساده نحوه عملکرد بیولوژیک اندامک‌ها را نشان داد. بررسی اجمالی اندامک‌های بدون غشا ما را در فهم بهتر اهمیت این مطالعه کمک می‌کند. نتایج این مطالعه در ژورنال ACS Applied Materials & Interfaces به‌چاپ رسیده‌است.
اندامک‌های بدون غشا
کشف این اندامک‌ها به چند دهه اخیر بازمی‌گردد. یک مثال از این اندامک‌ها، هسته است که اندامکی غشا دار بوده و در مرکز سلول قرار دارد. در گذشته تصور براین بوده‌است که هسته در حین تقسیم سلولی ناپدید شده و سپس ظاهر می‌شود. اما مطالعات اخیر نشان می‌دهند که هسته هیچ‌گونه غشایی ندارد.
اندامک‌های بدون غشا را می‌توان به‌کمک چندین محلول آبی حاوی پروتئین‌ها، قند،RNA و نمک ساخت. تفاوت در ترمودینامیک این محلول‌ها نحوه حرکت این مولکول‌ها را تعیین کرده و از اتصال آن‌ها به یک محلول مجزا جلوگیری می‌کند. این محلول‌ها حتی پس از ادغام نیز دارای فازهای مختلفی هستند. به‌عبارت‌دیگر همه آن‌ها آب هستند به دلیل تفاوت در حل‌شونده‌هایی که هریک از آن‌ها دارا می‌باشند، با هم مخلوط نمی‌شوند.
این محلول‌ها دارای ۳ فاز است و در هر فاز واکنش‌های مختلفی اتفاق می‌افتد. این محلول‌ها دقیقاً مشابه یک توپ از ۳ لایه تشکیل شده‌اند: محلول خارجی، محلول میانی و محلول داخلی. گلوکز در لایه خارجی، گلوکزاکسیداز در لایه میانی و horseradish peroxidase و یک ماده برای تشخیص رنگ‌ها در لایه مرکزی است که به ما نشان می‌دهد که آخرین واکنشی که ما به دنبال آن هستیم دقیقاً چه زمانی رخ داده‌است. گلوکز از لایه خارجی با گلوکزاکسیداز از لایه دوم واکنش داده که باعث کاتالیز شدن گلوکز با هیدروژن‌پراکسیداز می‌شود. این واکنش در لایه دوم رخ می‌دهد و سپس با horseradish peroxidase در لایه مرکزی نیز واکنش می‌دهد.
به‌نظر می‌رسد نظیر چنین وقایعی در اندامک بدون غشا نیز رخ می‌دهد و هم‌چنین محصول هر واکنش از یک اندامک به بخش دیگری از سلول منتقل می‌شود. در گذشته این‌طور به‌نظر می‌رسید که واکنش‌های اندامک‌های بدون غشا زمانی موثرند که آنزیم‌ها و مواد اولیه هردو در یک‌جا قرار داشته‌باشند. اما مطالعات این تیم تحقیقاتی نشان می‌دهد که این امر باعث کاهش سرعت واکنش می‌شود.
گاهی اوقات در سلول ممکن است مقادیر ماده اولیه به اندازه‌کافی نبوده و نیاز باشد که این ماده در کامپارتمان خود تغلیظ شده و سپس در تماس با آنزیم قرار گیرد. بالعکس، برخی از مواد ممکن است به مقدار زیاد در هسته بوده و جداکردن آن‌ها از آنزیم برای دست‌یابی به موثرترین واکنش ضروری باشد.
☑ لینک خبر
☑ لینک مقاله
