מהו המנוע הקטן בעולם? מחקר המתפרסם בימים אלה מציג באופן ויזואלי כיצד מסתובב המנוע הקטן בעולם - מנוע שקוטרו מאית המיקרון (מיקרון = אלפית המילימטר), המנועים הזעירים ביותר הם המנועים המולקולריים - מנועים הפועלים בתאי יצורים חיים, ובנויים מחלבונים. מנוע כזה מאפשר למשל תנועת חיידקים במים.
לחיידקים "זרוע" ארוכה המכונה שוטון (Flagellum), שמסתובבת במים כמו מדחף, ודוחפת את החיידק קדימה. מנוע מסתובב
זה בנוי מאוסף של חלבונים, והוא מסוגל בחיידקים מסוימים להסתובב בקצב של עד 1000 סיבובים בשניה. אם מקבעים את זרוע החיידק למצע כלשהו,
ניתן לראות את החיידק כולו מסתובב על ציר הזרוע.
מנועים אחרים הממוקמים בתאים פועלים לדחיפת סיבים אחד כנגד השני (למשל בתאי שריר), או להעברת שלפוחיות קטנטנות לאורך שלוחות התא (למשל
בתאי עצב). אולם, המנוע הקטן מכולם הוא אולי החלבון החשוב ביותר בגופנו - האנזים שאחראי להמיר את האנרגיה המתקבלת מתהליך הנשימה למטבע
האנרגיה של הגוף . מולקולת ה-ATP.
ATP (אדנוזין-טרי פוספט) היא מולקולה האוגרת בתוכה את האנרגיה בקשר כימי. תהליך העמסת המולקולה באנרגיה מתרחש במיטוכונדריונים - האברונים
האחראים על יצור האנרגיה בתאי הגוף. האנזים ממיר האנרגיה בנוי בצורה המזכירה פטריה - עמוד מרכזי, וסביבו 6 "כדורים" חלבוניים. מבנה זה
העלה בעבר את ההשערה כי האנזים פועל כמנוע מסתובב: זרם פרוטונים העובר דרכו יוצר את הסיבוב סביב המוט המרכזי, והסיבוב מפעיל את ייצור
ה-ATP ושחרורו לתא.
 |
| המנוע המולקולרי - האנזים מייצר ה-ATP ומוט שהוצמד לו |
מספר מחקרים תמכו במודל ה"מנוע הסיבובי" בעבר, אולם קבוצת מחקר בראשות קאזוהיקו קינוסיטה (Kinosita) מיוקוהמה, יפן, מספקת בימים אלה את
העדות המשכנעת ביותר - מבט ישיר דרך המיקרוסקופ. החוקרים קיבעו את האנזים למצע מוצק, וחיברו לעמוד המרכזי של המנוע מעין "מוט" באורך
מיקרון, הבנוי משרשרת חלבון, ומסומן בחומר פלואורסצנטי. תוספת של ATP גורמת בתנאים אלה לאנזים לפעול (אך בכיוון "הפוך" - הוא מפרק את
ה-ATP). ואכן, בהתבוננות במיקרוסקופ ראו החוקרים את המוטות הפלואורסצנטים מסתובבים כנגד כיוון השעון! קצב הסיבוב היה כ-4 פעמים בשניה,
אולם יש לזכור כי ה"מוט" שהורכב על המנוע מאט ככל הנראה את קצב הסיבוב. עבודה זו מספקת הצצה ישירה אל סיבובו של המנוע הקטן בעולם, ותאפשר
להבין באופן מדויק את תהליך ייצור ה-ATP בתאים.
 |
| תמונות עוקבות של תנועת הסיבוב של המנוע המולקולרי, דרך המיקרוסקופ הפלורסצנטי. |
אין תגובות:
הוסף רשומת תגובה