Miihini pūtau
I te tau 2016, i whakawhiwhia te Nobel Prize in Chemistry mo tetahi whakatutukitanga whakamiharo - te whakahiatotanga o nga ngota ngota e mahi ana hei taputapu miihini. Heoi, kaore e taea te kii ko te whakaaro ki te hanga miihini iti he whakaaro tangata taketake. A i tenei wa, ko te natura te tuatahi.
Ko nga mihini rapoi i whakawhiwhia (he korero ano mo ratou i roto i te tuhinga mai i te putanga o Hanuere o MT) ko te mahi tuatahi ki te hangarau hou ka tere huri to tatou oranga. Engari ko nga tinana o nga rauropi ora katoa kua ki tonu i nga tikanga nanoscale e pupuri ana i te mahi pai o nga pūtau.
Kei waenganui…
... he karihi kei roto i nga pūtau, ka penapena nga korero ira ki roto (kaore he karihi motuhake te huakita). He mea mīharo te ngota ngota DNA ake - neke atu i te 6 piriona nga huānga (nucleotides: te turanga hauota + te huka deoxyribose + te toenga waikawa phosphoric), ka hanga miro me te roa o te 2 mita te roa. A ehara matou i te toa mo tenei kaupapa, na te mea he rauropi kei roto i a raatau te DNA o nga rau piriona nucleotides. Kia uru taua ngota ngota nui ki roto i te karihi, e kore e kitea e te kanohi tahanga, ka whiria nga whenu DNA ki roto i te helix (double helix) ka takai ki nga pūmua motuhake e kiia nei he histones. Kei te pūtau he huinga mihini motuhake hei mahi me tenei pātengi raraunga.
Me whakamahi tonu koe i nga korero kei roto i te DNA: panuihia nga raupapa e tohu ana mo nga pūmua e hiahiatia ana e koe i tenei wa (whakaahua), me te kape i te katoa o te paataka raraunga mai i ia wa ki te wehe i te pūtau (taurua). Ia o enei kaupae he wetewete i te helix o nucleotides. Mo tenei mahi, ka whakamahia te enzyme helicase, e neke ana i roto i te torino me - ano he poro - ka wehewehea ki nga miro motuhake (he rite enei katoa ki te uira). E mahi ana te whākōkī nā te pūngao i tukuna nā te pakarutanga o te kawe pūngao o te pūtau - ATP (adenosine triphosphate).
Te tauira o te ngota ngota ATP. Ko te taapiri me te wetewete o nga toenga phosphate (maui) hei whakawhiti hiko i roto i nga tauhohenga matū pūtau.
Inaianei ka taea e koe te tiimata ki te kape i nga kongakonga mekameka, ka mahia e te RNA polymerase, na te kaha kei roto i te ATP. Ka neke te whākōkī i te whenu DNA ka hanga he rohe o RNA (kei roto te huka, he ribose hei utu mo te deoxyribose), koinei te tauira e whakahiatotia ai nga pūmua. Ko te mutunga, ka tiakina te DNA (kaore i te wetewete me te panui o nga kongakonga), a, i tua atu, ka taea te hanga i nga pūmua puta noa i te pūtau, kaua i roto noa i te karihi.
He kape tata-kore he hapa ka tukuna e te DNA polymerase, he rite te mahi ki te RNA polymerase. Ka neke haere te whākōkī i te miro, ka hanga ake i tōna rite. Ina neke tetahi atu ngota ngota o tenei enzyme i te whenu tuarua, ka puta ko nga whenu e rua o te DNA. Me ruarua nga "kaiawhina" e te enzyme ki te timata ki te kape, ki te here i nga kongakonga, me te tango i nga tohu totoro kore. Heoi ano, he "kino hanga" te DNA polymerase. Ka taea anake te neke ki te huarahi kotahi. Ko te mahi tukurua me hanga he mea e kiia nei ko te timatanga, mai i reira ka timata te kape. Ka oti, ka tangohia nga papa tuatahi, a, i te mea karekau he taapiri o te polymerase, ka poto ake me ia kape DNA. Kei nga pito o te miro he kongakonga whakamarumaru e kiia nei ko te telomeres karekau e tohu mo nga pūmua. I muri i te kai (i te tangata, i muri i te 50 o nga tukurua), ka piri tahi nga chromosomes ka panuihia me nga hapa, ka mate te pūtau, ka huri ranei hei mate pukupuku. Na, ko te wa o to tatou oranga ka inehia e te karaka telomeric.
Ko te kape i te DNA he maha nga enzyme e mahi tahi ai.
Ka pakaru tonu te ngota ngota DNA-rahi. Ko tetahi atu roopu o nga enzymes, he miihini motuhake ano hoki, e mahi ana ki te rapu raru. He whakamaramatanga mo o raatau mahi i whakawhiwhia ki te Tohu Matū 2015 (mo etahi atu korero tirohia te tuhinga o Hanuere 2016).
Kei roto…
… he cytoplasma nga pūtau - he whakatārewatanga o nga waahanga ka whakakiia ki nga momo mahi nui. Ka kapi katoa te cytoplasm ki te kupenga o nga hanganga pūmua e hanga ana i te cytoskeleton. Ko nga microfibers kirimana ka taea e te pūtau te huri i tona ahua, ka taea e ia te ngokingoki me te neke i ona okana o roto. Kei roto hoki i te cytoskeleton nga microtubules, i.e. ngongo hanga o te pūmua. He huānga tino pakari enei (he kaha ake te ngongo tuwhera i te rakau kotahi o te diameter kotahi) ka hanga he pūtau, ka neke haere etahi o nga miihini rapoi tino rerekee - he poroporoaki hikoi (mooni!).
Ko nga microtubules he hikoi nga pito. Ko nga pūmua e kiia nei ko te dyneins ka neke ki te kongakonga kino, ko nga kinesins ka neke ki te huarahi rereke. He mihi ki te kaha i puta mai i te pakaruhanga o te ATP, ka huri te ahua o nga pūmua hīkoi (e mohiotia ana ko te motini, te pūmua kawe waka ranei) i roto i nga huringa, ka taea te neke ano he parera puta noa i te mata o te microtubules. Ko nga ngota ngota he "miro" pūmua, ki te mutunga ka piri tetahi atu ngota ngota nui, he mirumiru ranei kua whakakiia ki nga hua para. He rite enei mea katoa ki te karetao, e wiri ana, e kumea ana he poihau ma te aho. Ko nga pūmua hurihuri ka kawe i nga matū e tika ana ki nga waahi tika i roto i te pūtau me te neke i ona waahanga o roto.
Tata ki nga tauhohenga katoa e puta ana i roto i te pūtau e whakahaerea ana e nga enzymes, ki te kore enei huringa karekau rawa e puta. Ko nga Enzymes he whakakorikori ka rite ki nga miihini motuhake ki te mahi i tetahi mea (he maha noa iho te tere o te hohenga kotahi). Ka hopukina e ratou nga taputapu o te panoni, ka whakarite tika ki a raatau ano, ka mutu te mahi ka tukuna nga hua ka timata ano te mahi. Ko te hononga ki te karetao ahumahi e mahi ana i nga mahi tukurua mutunga kore he tino pono.
Ko nga ngota ngota o te kaikawe pūngao i roto i te pūtau ka hangaia hei hua-a-muri o te raupapa tauhohenga matū. Engari, ko te puna matua o te ATP ko te mahi a te tino uaua o te punaha - ATP synthase. Ko te maha rawa o nga ngota ngota o tenei enzyme kei roto i te mitochondria, e mahi ana hei "puu hiko".
ATP synthase - runga: he waahanga pumau
i roto i te kiriuhi, puku puku, kongakonga kawenga
mo te whakahiato ATP
I roto i te tukanga o te waikura koiora, ka haria nga katote hauwai mai i roto o nga waahanga takitahi o te mitochondria ki waho, e hanga ana i to ratau rōnaki (te rereketanga o te kukū) ki nga taha e rua o te membrane mitochondrial. Ko tenei ahuatanga karekau i u, a he ahua maori kia orite nga kuhanga, koinei te mea ka whai hua te ATP synthase. He maha nga waahanga neke me te pumau o te enzyme. He kongakonga me nga hongere kua mau ki roto i te kiriuhi, ka uru atu nga katote hauwai mai i te taiao ki roto i te mitochondria. Ko nga whakarereketanga o te hanganga na o raatau nekehanga ka huri i tetahi atu waahanga o te enzyme - he huānga whakaroa e mahi ana hei rakau taraiwa. I tetahi atu pito o te rakau, i roto i te mitochondria, ka piri tetahi atu waahanga o te punaha ki a ia. Ko te hurihanga o te rakau ka huri i te wahanga o roto, i etahi o ona tuunga, ka piri nga taputapu o te tauhohenga ATP-hanga, katahi, i etahi atu waahi o te rotor, he puhui hiko teitei kua rite. . tukuna.
A i tenei wa ehara i te mea uaua ki te kimi kupu whakarite i roto i te ao hangarau tangata. He kaihanga hiko noa. Ma te rere o nga katote hauwai ka neke nga huānga ki roto i te motini ngota ka kore e nekehia i roto i te kiriuhi, penei i nga matatahi o te turbine e peia ana e te awa kohu wai. Ka whakawhitihia e te rakau te puku ki te punaha whakatipu ATP. Pērā i te nuinga o ngā whākōkī, ka taea hoki e te synthase te mahi i tetahi atu huarahi ka pakaru te ATP. Ko tenei mahi ka whakakorikori i te motini o roto e peia ana nga wahanga neke o te kongakonga kiriuhi ki roto i te rakau. Ko tenei, ka arai atu ki te pupuhi i nga katote hauwai mai i te mitochondria. Na, ko te papu he mea hiko. Te merekara rāpoi o te natura.
I te taitapa…
... Kei waenganui i te pūtau me te taiao he kiriuhi pūtau e wehe ana i te raupapa o roto mai i te hepohepo o te ao o waho. He paparanga rua o nga ngota ngota, me nga wahanga hydrophilic ("he aroha ki te wai") ki waho me nga wahanga hydrophobic ("whakarere-wai") ki tetahi ki tetahi. He maha hoki nga ngota ngota pūmua kei roto i te membrane. Me uru te tinana ki te taiao: ka uru ki nga matū e hiahiatia ana, ka tuku para. Ko etahi matū matū me te iti ngota (hei tauira, te wai) ka taea te haere i roto i te kiriuhi i nga taha e rua i runga i te rōnaki kukū. He uaua te tiritiri o etahi atu, a ko te pūtau tonu e whakahaere ana i te whakaurunga. I tua atu, ka whakamahia nga miihini waea mo te tuku - kaikawe me nga awa katote.
Ka herea e te kaikawe he katote, he ngota ngota ranei ka neke ki tera taha o te kiriuhi (i te wa e iti ana te kiriuhi) ranei - ina haere ana i roto i te kiriuhi katoa - ka nekehia te matūriki kua kohia ka tukuna ki tera pito. Ae ra, ka mahi nga kaikawe i nga huarahi e rua, he tino "raruraru" - kotahi noa te momo matū e kawe ana. Ka whakaatu nga hongere katote i tetahi paanga mahi rite, engari he rereke te tikanga. Ka taea te whakarite ki te tātari. Ko te kawe i roto i nga hongere katote ka whai i te rōnaki kukū (he teitei ake ki te whakaheke i te kuhanga katote tae noa ki te whakaheke). I tetahi atu taha, ko nga miihini intracellular te whakahaere i te whakatuwhera me te kati o nga waahanga. Ka whakaatu hoki nga hongere katote i te whiriwhiringa teitei mo nga matūriki kia puta.
Te hongere katote (taha maui) me nga paipa e mahi ana
Ko te hakihaki huakita he tikanga taraiwa pono
He mihini rāpoi whakamere kei roto i te kiriuhi pūtau - te puku hakihaki, e whakapumau ana i te nekehanga kaha o te huakita. He miihini pūmua tenei e rua nga waahanga: he waahanga pumau (stator) me tetahi waahanga hurihuri (rotor). Ko te nekehanga ka puta mai i te rere o nga katote hauwai mai i te kiriuhi ki roto i te pūtau. Ka uru ratou ki te hongere i roto i te stator me te haere tonu ki te waahanga tawhiti, kei roto i te rotor. Hei kuhu ki roto i te pūtau, me rapu nga katote hauwai ki te waahanga o muri o te hongere, kei roto ano i te stator. Heoi, me huri te rotor kia hono ai nga awa. Ko te pito o te rotor, e toro atu ana ki tua o te whare herehere, he kopikopiko, ka piri he haki ngawari ki a ia, ka huri ano he helicopter propeller.
E whakapono ana ahau ma tenei tirohanga poto mo te miihini waea ka maarama ko nga hoahoa toa o nga toa o te Nobel Prize, me te kore e whakaiti i o raatau whakatutukitanga, kei tawhiti tonu i te tino pai o nga hanganga o te kukuwhatanga.
