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Máquina molecular criada em Manchester

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Muitos cientistas pegam alguma estrutura natural como exemplo e tentam recriá-la mecanicamente e, eventualmente, aplicá-la à manufatura industrial, medicina, transporte e em nossa vida cotidiana. David Leigh, um professor na Escola de Química no Universidade de Manchester, é um desses cientistas, mas o especial aqui é que ele executou seu projeto em escala molecular. Seguindo o mecanismo de síntese de proteínas em cada célula eucariótica, o Professor Leigh e sua equipe criou com sucesso uma máquina em escala nano que usa moléculas como blocos de construção para construir moléculas maiores. O dispositivo tem comprimento total de apenas alguns nanômetros, então você não pode vê-lo com o olho "desarmado". A pesquisa foi publicada em “Ciência”.

“O desenvolvimento dessa máquina que usa moléculas para fazer moléculas em um processo sintético é semelhante à linha de montagem robótica nas fábricas de automóveis. Essas máquinas podem, em última análise, levar ao processo de tornar as moléculas muito mais eficientes e econômicas ”. Leigh explicou. "Isso irá beneficiar todos os tipos de áreas de fabricação, já que muitos produtos feitos pelo homem começam em um nível molecular. Por exemplo, estamos atualmente modificando nossa máquina para fazer medicamentos como a penicilina."

Normalmente, as informações para a síntese de proteínas são armazenadas dentro do DNA moléculas. Para iniciar o processo de construção da molécula de proteína codificada, as informações dentro DNA é copiado em RNA molécula, que serve como um transportador. o RNA molécula é então transferida para o ribossomo, onde a síntese de proteínas começa com base nas informações fornecidas por RNA.

A máquina molecular usa exatamente o ribossomo como exemplo. O núcleo é uma trilha molecular com blocos de construção localizados ao longo dessa trilha. Um nano-anel se move ao longo do eixo e pega esses blocos, organizando e unindo-os em uma ordem específica para construir a molécula necessária.

No início, o anel é guiado por íons de cobre. O anel se move ao longo do eixo até atingir um grupo volumoso. Depois disso, um “braço reativo”Inicia as operações à medida que separa a massa da pista e a encaminha para outro local na máquina. Isso regenera o local ativo no braço, o que permite que o anel se mova ao longo do eixo até atingir o próximo bloco de construção. O próximo bloco é transferido para o mesmo local onde o bloco anterior foi adicionado, alongando assim a nova estrutura e criando uma molécula de polímero maior. Quando todos os blocos de construção são removidos da pista, o anel é destacado e a construção para.

[Fonte da imagem: Universidade de Manchester]

“O ribossomo pode juntar 20 blocos de construção por segundo até até 150 estão ligados. Até agora, só usamos nossa máquina para conectar 4 blocos e leva 12 horas para conectar cada bloco. Mas você pode paralelizar massivamente o processo de montagem: Já estamos usando um milhão de milhões de milhões (1018) dessas máquinas trabalhando em paralelo no laboratório para construir moléculas. ” David Leigh afirmou. “O próximo passo é começar a usar a máquina para fazer moléculas sofisticadas com mais blocos de construção. O potencial é que ele seja capaz de produzir moléculas que nunca foram vistas antes. Eles não são feitos na natureza e não podem ser feitos sinteticamente por causa dos processos usados ​​atualmente. Esta é uma possibilidade muito emocionante para o futuro. ”


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