उड़ने वाली चाल: एक जीवित कोशिका के अंदर प्रोटीन का क्या होता है

2024 लेखक: Seth Attwood | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-16 16:05

बहुतों को तो यह भी संदेह नहीं होता कि हमारे भीतर कितनी अद्भुत प्रक्रियाएं हो रही हैं। मेरा सुझाव है कि आप सूक्ष्म दुनिया को देखें, जिसे आप केवल नवीनतम नई पीढ़ी के इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी के आगमन के साथ देखने में कामयाब रहे।

2007 में वापस, जापानी शोधकर्ता एक माइक्रोस्कोप के तहत एक जीवित कोशिका के "आणविक मोटर्स" में से एक के काम का निरीक्षण करने में सक्षम थे - चलने वाला प्रोटीन मायोसिन वी, जो सक्रिय रूप से एक्टिन फाइबर के साथ आगे बढ़ सकता है और इससे जुड़े वजन को खींच सकता है। मायोसिन वी का प्रत्येक चरण इस तथ्य से शुरू होता है कि इसका एक "पैर" (पीठ) एक्टिन फिलामेंट से अलग होता है। फिर दूसरा पैर आगे झुकता है, और पहला स्वतंत्र रूप से अणु के पैरों को जोड़ने वाले "काज" पर घूमता है, जब तक कि यह गलती से एक्टिन फिलामेंट को छू नहीं लेता। पहले पैर के अराजक आंदोलन का अंतिम परिणाम दूसरे की निश्चित स्थिति के कारण सख्ती से निर्धारित होता है।

आइए जानते हैं इसके बारे में…

… kinesin इस तरह चलता है

जीवित जीवों द्वारा किया गया कोई भी सक्रिय आंदोलन (कोशिका विभाजन के दौरान गुणसूत्रों की गति से लेकर मांसपेशियों के संकुचन तक) "आणविक मोटर्स" के काम पर आधारित होता है - प्रोटीन कॉम्प्लेक्स, जिसके कुछ हिस्से एक दूसरे के सापेक्ष स्थानांतरित करने में सक्षम होते हैं। उच्च जीवों में, आणविक मोटर्स में सबसे महत्वपूर्ण विभिन्न प्रकार (I, II, III, आदि, XVII तक) के मायोसिन अणु होते हैं, जो एक्टिन फाइबर के साथ सक्रिय रूप से आगे बढ़ने में सक्षम होते हैं।

मायोसिन वी सहित कई "आणविक मोटर्स", चलने की गति के सिद्धांत का उपयोग करते हैं। वे लगभग समान लंबाई के असतत चरणों में चलते हैं, और बारी-बारी से अणु के दो "पैरों" में से एक या दूसरा सामने होता है। हालाँकि, इस प्रक्रिया के कई विवरण अस्पष्ट हैं।

टोक्यो में वासेडा विश्वविद्यालय के भौतिकी विभाग के शोधकर्ताओं ने एक ऐसी तकनीक विकसित की है जो आपको माइक्रोस्कोप के तहत वास्तविक समय में मायोसिन वी के काम का निरीक्षण करने की अनुमति देती है। ऐसा करने के लिए, उन्होंने एक संशोधित मायोसिन वी का निर्माण किया, जिसमें लेग शाफ्ट में ट्यूबुलिन सूक्ष्मनलिकाएं को मजबूती से "चिपकने" का गुण होता है।

संशोधित मायोसिन वी के घोल में सूक्ष्मनलिकाएं के टुकड़े जोड़कर, वैज्ञानिकों ने कई परिसरों को प्राप्त किया जिसमें सूक्ष्मनलिका का एक टुकड़ा मायोसिन वी के केवल एक पैर का पालन करता है, जबकि दूसरा मुक्त रहता है। इन परिसरों ने एक्टिन फाइबर के साथ "चलने" की क्षमता को बरकरार रखा, और उनके आंदोलनों को देखा जा सकता था, क्योंकि सूक्ष्मनलिकाएं के टुकड़े मायोसिन की तुलना में बहुत बड़े होते हैं, और इसके अलावा, उन्हें फ्लोरोसेंट लेबल के साथ लेबल किया गया था। इस मामले में, दो प्रयोगात्मक डिजाइनों का उपयोग किया गया था: एक मामले में, एक एक्टिन फाइबर अंतरिक्ष में तय किया गया था, और एक सूक्ष्मनलिका टुकड़े के आंदोलन पर अवलोकन किए गए थे, और दूसरे में, एक सूक्ष्मनलिका तय की गई थी और एक की गति एक्टिन फाइबर का टुकड़ा देखा गया।

नतीजतन, मायोसिन वी के "चाल" का बहुत विस्तार से अध्ययन किया गया (पहला आंकड़ा देखें)। प्रत्येक चरण एक्टिन फाइबर से अलग होने वाले मायोसिन के "पीछे" पैर से शुरू होता है। फिर वह पैर, जो रेशे से जुड़ा रहता है, तेजी से आगे की ओर झुक जाता है। यह इस समय है कि ऊर्जा की खपत होती है (एटीपी हाइड्रोलिसिस होता है)। उसके बाद, "मुक्त" पैर (आंकड़ों में हरा) अराजक रूप से काज पर लटकने लगता है। यह ब्राउनियन गति से ज्यादा कुछ नहीं है। उसी समय, वैज्ञानिक पहली बार यह दिखाने में सक्षम थे कि मायोसिन वी के पैरों को जोड़ने वाला काज उनके आंदोलनों को बिल्कुल भी प्रतिबंधित नहीं करता है। देर-सबेर हरे रंग की टांग एक्टिन फिलामेंट के सिरे को छूती है और उससे जुड़ जाती है। वह स्थान जहां यह स्ट्रिंग से जुड़ा होगा (और इसलिए स्ट्राइड लंबाई) पूरी तरह से नीले पैर के निश्चित झुकाव से निर्धारित होता है।

प्रयोग में, मायोसिन वी के मुक्त पैर के साथ एक्टिन फिलामेंट की खोज में कई सेकंड लगे; एक जीवित कोशिका में, यह स्पष्ट रूप से तेजी से होता है, क्योंकि वहां मायोसिन अपने पैरों पर भार के बिना चलता है। वजन - उदाहरण के लिए, झिल्ली से घिरे इंट्रासेल्युलर पुटिका - पैरों से नहीं, बल्कि अणु के उस हिस्से से जुड़े होते हैं, जिसे आकृति में "पूंछ" के रूप में दर्शाया गया है।