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Máquina molecular creada en Manchester

Máquina molecular creada en Manchester

Muchos científicos toman alguna estructura natural como ejemplo y tratan de recrearla mecánicamente y eventualmente aplicarla a la fabricación industrial, la medicina, el transporte y nuestra vida cotidiana. David Leigh, un profesor en el Escuela de quimica en el Universidad de Manchester, es uno de estos científicos, pero lo especial aquí es que ejecutó su proyecto a nivel de escala molecular. Siguiendo el mecanismo de síntesis de proteínas en cada célula eucariota, el profesor Leigh y su equipo crearon con éxito una máquina a nanoescala que utiliza moléculas como bloques de construcción para construir moléculas más grandes. El dispositivo tiene una longitud total de unos pocos nanómetros, por lo que no puede verlo con el ojo "desarmado". La investigación se publicó en "Ciencias”.

“El desarrollo de esta máquina que utiliza moléculas para producir moléculas en un proceso sintético es similar a la línea de ensamblaje robótica en las plantas de automóviles. Estas máquinas podrían, en última instancia, llevar al proceso de fabricación de moléculas a ser mucho más eficientes y rentables ". Leigh "Esto beneficiará a todo tipo de áreas de fabricación, ya que muchos productos artificiales comienzan a nivel molecular. Por ejemplo, actualmente estamos modificando nuestra máquina para fabricar medicamentos como la penicilina".

Normalmente, la información para la síntesis de proteínas se almacena dentro del ADN moléculas. Para iniciar el proceso de construcción de la molécula de proteína codificada, la información dentro ADN se copia en ARN molécula, que sirve como transportador. los ARN Luego, la molécula se transfiere al ribosoma, donde comienza la síntesis de proteínas en función de la información proporcionada por ARN.

La máquina molecular utiliza exactamente el ribosoma como ejemplo. El núcleo es una pista molecular con bloques de construcción ubicados a lo largo de esa pista. Un nano-anillo se mueve a lo largo del eje y recoge esos bloques, ordenándolos y uniéndolos en un orden específico para construir la molécula requerida.

Al principio, el anillo está guiado por iones de cobre. El anillo se mueve a lo largo del eje hasta llegar a un grupo voluminoso. Después de eso un "brazo reactivo”Inicia las operaciones cuando separa el bulto de la pista y lo reenvía a un sitio diferente en la máquina. Esto regenera el sitio activo en el brazo, lo que permite que el anillo se mueva a lo largo del eje hasta que alcance el siguiente bloque de construcción. El siguiente bloque se transfiere al mismo sitio donde se agregó el bloque anterior, alargando así la nueva estructura y creando una molécula de polímero más grande. Cuando todos los bloques de construcción se retiran de la pista, el anillo se separa y la construcción se detiene.

[Fuente de imagen: Universidad de Manchester]

"El ribosoma puede juntar 20 bloques de construcción por segundo hasta 150 están vinculados. Hasta ahora solo hemos usado nuestra máquina para enlazar 4 bloques y se necesita 12 horas para conectar cada bloque. Pero se puede realizar un paralelo masivo del proceso de montaje: ya estamos usando un millón de millones de millones (1018) de estas máquinas trabajando en paralelo en el laboratorio para construir moléculas ". David Leigh dijo. “El siguiente paso es comenzar a usar la máquina para fabricar moléculas sofisticadas con más componentes básicos. El potencial es que pueda producir moléculas que nunca antes se habían visto. No se fabrican en la naturaleza y no se pueden fabricar sintéticamente debido a los procesos que se utilizan actualmente. Esta es una posibilidad muy emocionante para el futuro ".

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