خانه فناوری های همگرا اندازه گیری نیروها در مولکول DNA

اندازه گیری نیروها در مولکول DNA

1
0
292

اولین مورد از اندازه گیری مستقیم قدرت پیوند جفت بازی


✅  ماده تشکیل دهنده محتوای ژنتیک ما، DNA، دارای ساختار مارپیچ دوگانه است. دو نوع اندرکنش وجود دارند که سبب پایداری مارپیچ DNA می شوند، مورد اول پیوند های هیدروژنی می باشند و عامل بعدی نیروهای انباشتگی جفت بازها (base pair stacking forces) می باشند که در بین جفت بازهای انباشت شده، در طول محور مارپیچ عمل می کنند. نیروهای پیوندهای هیدروژنی، عمود بر این محور عمل می کنند.

جهت مطالعه تأثیرات هر کدام از این دو نوع اندرکنش بر پایداری کلی DNA، محققان بیوفیزیک دانشگاه فنی مونیخ سیستم اندازه گیری تعبیه نمودند که دارای پروب (کاوشگر) های میکروسکوپی با طراحی سلسله مراتبی می باشد که در نوک پروب ها یک یا تعداد بیشتری ساختارهای مارپیچ دوگانه به صورت موازی قرار داده می شوند و با استفاده از پیچیدگی های تکنیکی این امکان فراهم آورده شده است که جفت بازهای انتهایی در یک پروب با جفت بازهای موجود در انتهای دیگر پروب اندرکنش انجام دهند.

با استفاده از چنین حالتی این امکان فراهم شده است که بتوان مقدار پایداری ممکن برای یک پیوند انباشتگی را تا قبل از شکست آن به مانند نیروی فعال بین جفت بازها، اندازه گیری نمود.

نیروهای اندازه گیری شده توسط محققین در بازه پیکونیوتن (۱۰ به توان منفی  ۱۲ نیوتن) می باشند. نیروهای به بزرگی دو پیکونیوتن جهت جداسازی پیوند های شکل گرفته به واسطه نیروهای انباشتگی کفایت می کنند.

محققین مشاهده نموده اند که این پیوندها در بازه های زمانی هزارم ثانیه شکسته و دوباره تشکیل می شوند. قدرت و طول عمر این پیوند ها تا حد زیادی به ماهیت جفت بازهای انباشت شده بستگی دارند.

شناخت بهتر این پیوندها به آگاهی ما نسبت به ابعاد مکانیکی فرآیندهای بنیادین زیستی مانند همانند سازی DNA، کمک می کند.

برای مثال، بازه زمانی کوتاه اندرکنش های انباشتگی، می تواند این معنا را به همراه داشته باشد که آنزیمی که وظیفه اش جداسازی جفت بازها در طول فرآیند همانند سازی است، ممکن است به جای این که با اعمال نیرو سبب شکست این اندرکنش ها شود، تنها وظیفه اش این باشد که منتظر بماند که این اندرکنش ها به خودی خود شکسته شوند.

دیگر جنبه کاربردی چنین مطالعاتی استفاده از DNA به عنوان ماده قابل برنامه ریزی جهت ساخت ماشین هایی در ابعاد نانومتر می باشد، بدین واسطه شاید امکان ساخت  “کارخانه” های الهام گرفته از طبیعت همانند ساختارهای تولید کننده ATP در سلول ها، فراهم آید. اگر بتوان ساختارهای به اندازه کافی پیچیده را تولید نمود، شاید روزی چنین مواردی امکان پذیر شوند.

☑️لینک خبر
☑️لینک مقاله


عضویت در کانال تلگرام زیست فن
عضویت در کانال تخصصی پزشکی مولکولی

بارگذاری نوشته های مرتبط بیشتر
مطالب بیشتر از این نویسنده محمد بهنام راد
بارگذاری بیشتر در فناوری های همگرا

یک دیدگاه

  1. امیر محمد شمس

    ۳ دی ۱۳۹۶ در ۱۱:۲۱

    بسیار عالی

    پاسخ دادن

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بررسی کنید

کشف مسیر مولکولی محافظت شده‌ عامل پیری

✅ محققین مسیر مولکولی جدیدی کشف کردند که طول عمر و سلامتی را در کرم ها و پستانداران کنترل …