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Os motores Moleculars cooperam em carga celular movente

Os Pesquisadores que usam uma técnica de imagem lactente extremamente rápida e exacta derramaram a luz nos movimentos minúsculos dos motores moleculars que shuttle o material dentro das pilhas vivas. Os motores cooperam em uma coreografia delicada das etapas, um pouco do que contratando no conflito da força brutal muitos cientistas tinham imaginado.

“Nós descobrimos que dois motores moleculars -- dynein e kinesin -- não compita para o controle, mesmo que queiram mover a mesma carga em sentidos opostos,” disse Paul Selvin, um professor da física nas Universidades de Illinois no Urbana-Campo e no autor correspondente de um papel aparecer na Ciência do jornal, como parte do Web Site Expresso da Ciência, o 7 de abril. “Nós igualmente encontramos que os motores múltiplos podem trabalhar no concerto, produzindo mais de 10 vezes a velocidade dos motores individuais medidos fora da pilha.”

Dynein e o kinesin são os motores biomoleculares que rebocam a carga de uma parte de uma pilha a outra. Dynein move o material da membrana de pilha para o núcleo; o kinesin move o material do núcleo de pilha para a membrana de pilha. Poucos transportadores de carga realizam sua tarefa pisando ao longo dos filamentos chamados microtubules.

Para medir tal movimento minúsculo, Selvin e os colegas em Illinois desenvolveram uma técnica chamada Fluorescência Imagem Lactente com Uma Precisão do Nanômetro. A técnica pode encontrar uma tintura fluorescente a dentro 1,5 nanômetros (um nanômetro é uns bilionésimos de um medidor, ou aproximadamente 10.000 tempos menor do que a largura de um cabelo humano). As melhorias Recentes a FIONA permitem agora que os cientistas detectem o movimento com definição de tempo do milissegundo.

A equipe de Selvin usou FIONA para seguir pilhas especialmente cultivadas fluorescente etiquetadas da mosca de fruto do interior dos peroxisomes (os organelles que dividem substâncias tóxicas). Isto era a primeira vez que a técnica de imagem lactente tinha sido usada dentro de uma pilha viva.

“Nossas medidas mostram que o dynein e o kinesin levam os peroxisomes em uma forma passo a passo, movendo aproximadamente 8 nanômetros pela etapa,” disseram Selvin, que igualmente é um pesquisador no Laboratório de Investigação dos Materiais de Frederick Seitz no terreno de Illinois.

“Porque nós vemos um tamanho de etapa razoavelmente constante, nós não acreditamos que um conflito está ocorrendo,” Selvin disse. “Se o dynein lutava o kinesin, nós esperaríamos ver também muitas etapas menores.”

Os pesquisadores igualmente notaram que uns movimentos mais rápidos ocorreram com o mesmo tamanho de etapa, mas com maior rapidez. Quando medido fora da pilha, o kinesin moveu aproximadamente 0,5 mícrons de por segundo. Dentro da pilha, a velocidade aumentou a 12 mícrons por segundo.

“Deve haver um mecanismo que permita que os peroxisomes se movam pelos motores múltiplos muito mais rapidamente do que independentes, kinesins desacoplados e dyneins,” Selvin disse. “Parece que os motores estão regulados de algum modo, sendo girado de ligar/desligar em uma forma que impeça que arrastem simultaneamente o peroxisome.”

No futuro, Selvin quer combinar FIONA e uma técnica óptica da armadilha para monitorar a velocidade e sentido de um peroxisome, e da força actuando em cima dele.

“Medindo a força que nós podemos determinar quantos motores moleculars estão funcionando junto,” Selvin disse. “Isto ajudar-nos-á mais a compreender estas máquinas pequenas maravilhosas.”

http://www.uiuc.edu/