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História de únicas experiências da molécula

as experiências da Único-molécula actuam como guia em identificar os factores chaves que determinam o comportamento das biomoléculas e sua influência nas actividades das biomoléculas a nível da único-molécula.

zarzycka do dominika | Shutterstock

Das experiências iniciais que são realizadas na baixa temperatura, distante, ou no próximo-campo, está emergindo como uma técnica potencial. Esta técnica é crucial para investigar as heterogeneidade dinâmicas que existem em sistemas biológicos e em materiais complexos.

Em experiências da único-molécula, um volume muito pequeno, diz um femtoliter da solução biomolecular, é entusiasmado e claro é recolhido dela. Isto conduz à transição da único-molécula.

A análise do regime da concentração obtido pela transição sobre o tempo da aquisição pode fornecer os dados relevantes que permitem de identificar as várias actividades da biomolécula particular.

Os vários estudos, da proteína e do polinucleotido que puxam para a caça com armadilhas óptica da partícula coloidal, utilizaram a experiência da único-molécula para medir com sucesso a distribuição da flutuação. Os modelos altamente simples desta experiência facilitaram o sucesso de estudos relevantes diferentes no passado.

Experiências adiantadas da único-molécula

Os avanços numerosos conseguidos por experiências desde os anos 50 permitiram a aplicação de experiências da único-molécula para o estudo das biomoléculas nas pilhas. Os exemplos igualmente abundam usando experiências da único-molécula no estudo de amostras não-biológicas e para estudos de baixa temperatura.

A importância histórica de tais estuda à experiência contemporânea da único-molécula e a evolução deste campo novo é discutida abaixo:

experiência da Único-molécula na primeira geração

Em 1956, as primeiras imagens de únicas biomoléculas tais como o ADN e as proteínas, incluindo o colagénio, foram tomadas com a ajuda da microscopia de elétron de transmissão. Contudo, era difícil obter as imagens directas de biomoléculas menores, porque possuíram os átomos constitutivos que contiveram primeiramente átomos de carbono do baixo número atômico.

Vale mencionando que a água está usada como o solvente para diversas amostras biológicas e a amostra que seca igualmente conduz às conformações não-nativas. Em 1961, o primeiro estudo indirecto das biomoléculas solvated em soluções aquosas foi executado.

Fluorescência exibido por pequeno gota (formado devido à atomização) que contêm a enzima da baixo-concentração e carcaça da alto-concentração foi calculada e se encontrou para estar no pedido de 0, 1, 2, etc.; isto sugere indirectamente que as gotas contenham 0, 1, 2, número etc. de moléculas, respectivamente.

Era da prosperidade para experiências da único-molécula

Em 1976, as únicas moléculas da globulina foram examinadas identificando as moléculas relevantes na solução aquosa usando moléculas enormes da tintura orgânica fluorescente.

Em 1982, os estudos de moléculas do único-lipido foram conduzidos usando as etiquetas fluorescentes múltiplas que podem difundir através da membrana de pilha. A localização do centróide da intensidade foi usada para encontrar as moléculas' centra-se em uma base do quadro-por-quadro com o auxílio dos papéis fotográficos que são cobertos por papéis de traçado. Este método é agora uma marca de nível nos muitos métodos ópticos da transdução da super-definição e da força.

Em 1988, uma experiência foi conduzida para determinar o centro de um grânulo plástico, onde o único motor do kinesin foi usado para girar o grânulo a alguns nanômetros. Esta localização foi executada digitando e processar automatizou imagens.

Em 1996, o progresso alcançado pelos estudos acima mencionados foi utilizado para investigar lipidos único-rhodamine-etiquetados para a primeira localização da única molécula fluorescente. Este estudo conseguiu uma definição aproximada de 30 nanômetro.

Elevação da investigação viva e funcional da pilha

Em 2000, a imagem lactente directa da único-molécula de pilhas vivas foi realizada pela primeira vez, onde somente uma etiqueta da tintura fluorescente foi usada. A microscopia de fluorescência era uma ferramenta inevitável para esta realização com a experiência da único-molécula.

Biocomputational novo e técnicas automatizadas

Nos últimos anos, a avaliação da densidade do núcleo, a inferência Bayesian, e a borda-preservação da filtragem foram usadas na detecção de execução em uma maneira automatizada e os resultados completamente objetivos foram ganhados. Em 2013, a determinação da dinâmica espacial de únicas moléculas foi executada que utiliza a inferência Bayesian.

Os guias da experiência da único-molécula em uma maneira maior no avanço do “nanotribiology.” Um estudo executado por Pawlak e outros mostra em 2017 que quando as condições prévias experimentais são encontradas, a experiência da único-molécula é vital para determinar fricção-como características de correntes poliméricos longas, de únicas moléculas do porphyrin, ou de nanoribbons do graphene.

Revelações na experiência da único-molécula

Embora a detecção da único-molécula seja um campo relativamente novo, detectar os sistemas a nível da único-molécula está expandindo apreciàvel. Estes canalizam estudos não somente para revelar o facto de que a única molécula poderia ser investigada, mas igualmente contribuem diversas ferramentas práticas, analíticas, e teóricas.

Com referência ao reparo do ADN, compreender o sistema a nível da único-molécula é benéfica para analisar a heterogeneidade entre os estados moleculars que participam na reacção bioquímica. Nesta perspectiva, a revelação deste campo terá um impacto social prometedor oferecendo uma nova perspectiva da vida a nível molecular.

A detecção da único-molécula está emergindo como um campo interdisciplinar considerável que compreenda físicos, químicos, e biólogos. Porque esta técnica é aplicável a diversos campos, encontra que as aplicações variadas que interessam pesquisadores universal no quase todos os campos de ciências naturais e esta por sua vez beneficiarão a experiência da único-molécula com vários avanços.

Fontes:

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Last Updated: May 24, 2019

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