O Papel Das Flutuações Na Biologia: Mistérios Da Ação Biológica

A atividade da vida é constituída por uma série de reações químicas diferentes nas moléculas biológicas envolvidas de maneira cooperativa. Entender as reações biológicas em nível molecular é um dos principais alvos de muitos campos científicos: Química, física, bioquímica, ciência médica ou mesmo engenharia. Um dos fatores-chave ao processo está na flutuação. As moléculas biológicas são flutuantes pela energia térmica. Neste artigo: O papel das flutuações na biologia e os seus mistérios no mundo biológico.

O Papel Das Flutuações Na Biologia: Mistérios Da Ação Biológica

Mistério Das Flutuações Na Biologia

Por que essas moléculas biológicas realizar reações seletivas e eficientes para suas funções de vida? A flutuação desempenha papel importante para as reações? Informações sobre estruturas estáticas das moléculas não são suficientes para responder estas pergunta e estudos, evidenciando quanto complexo representa o estudo desta matéria.

Cientistas concentram forças em variedades de campos (física, química, farmacêutico, médico, entre outros) para colaborar e esclarecer a natureza das flutuações e o relacionamento delas com as reações químicas, que relacionados possuem diversas funções biológicas.

Constantemente são desenvolvidas técnicas experimentais para a detecção de variações estruturais e de flutuação de energia. Em particular, a detecção de variações de vida curta das espécies intermediárias no domínio do tempo deve ser alvo importante neste âmbito de discussão. Desenvolvimento de métodos teóricos para caracterizar a flutuação também representa alvo das investigações científicas.

Luta Celular: Flutuações Aleatórias Na Biologia

No drama da biologia celular, genética e meio ambiente tanto escrever o roteiro, a maioria das células vive vida previsível: dividir, diferenciar e morrer. Ainda existe a oportunidade de deixar sua marca até mesmo em células normais. Por exemplo, as células bacterianas auxiliam na produção de quantidades diferentes de certas proteínas, mesmo quando são geneticamente idênticas. Os cientistas atribuem essas variações de flutuações aleatórias

Luta Celular: Flutuações Aleatórias Na Biologia

Nomeio científico também existe a especulação de que as flutuações aleatórias podem beneficiar as células na luta para se adaptar e sobreviver. Interessante notar que as opiniões variam quanto à concepção de que a produção de proteína está sujeita as flutuações aleatórias. As proteínas resultantes da tradução do RNA vêm a partir da transcrição de genes. As flutuações na saída proteína poderiam refletir em ação intrínseca ao gene que o codifica, nas oscilações aleatórias dos reguladores globais, a na expressão dos genes.

Flutuações Na Biologia Dos Mamíferos

No início do século XXI começaram a surgir inúmeros estudos relacionados com a dependência dos mamíferos, cuja capacidade dos genes em fazer a transição de forma aleatória entre ativos e inativos nos estados de transcrição, pode ser crucial. Os investigadores desenvolveram tecnologia sensível aos detectar as células isoladas e examinadas à saída de um gene de engenharia genética, conhecido como M1, que tinham introduzido ovário de hamster chinês.

Após a coloração de culturas de células idênticas, com uma sonda fluorescente específico para M1, contaram pontos fluorescentes individuais correspondentes as moléculas do gênero em células individuais. Em determinado momento, algumas células exibiram grandes e brilhantes pontos.

A partir deste momento os investigadores geraram linhagens de células que continham duas versões do gene repórter (M1 e M2), que foram controladas pelos mesmos ativadores da transcrição, distinguidos com sondas de cores diferentes.

Em algumas linhas, os dois genes haviam desembarcado em locais separados. Os investigadores concluíram que as explosões não são induzidas por fatores extrínsecos, como o M1 ou M2, ativadores transicionais específicos. Em vez disso, elas refletem a capacidade aleatória de ambos os genes (M1 e M2) para alternar entre estados inativos e estados ativos.

Embora geneticamente idênticas, as células apresentam variações extremas nos seus níveis de expressão. No entanto, quando as duas versões do gene repórter aterrissou, uma ao lado da outra, elas terminam o estado de sincronia, como se espalhando em genes contíguos.

Esta observação sugere que a mudança segue as ondas da condensação e descondensação, que respiram aleatoriamente através das bobinas de cromatina. Os cientistas propõem que os genes mudam para um estado ativo como consequência de descondensação aleatoriamente iniciada, e que fatores de transcrição apenas estabilizam o estado ativo. Coerente com esta proposta, eles acham que a redução da disponibilidade de um fator de transcrição, ou o aumento de afinidade M1 para este fator, não aumenta significativamente a frequência das rajadas.

Neste sentido, as células toleraram flutuações aleatórias para a fundamental sobrevivência. Os investigadores mostram que, no caso de o gene M1, a estabilidade da proteína na causa consequências na produção errática, ao passo que as proteínas instáveis seguem variações mais estreita. Esta descoberta indica que a estabilidade da proteína pode ser fator crítico na capacidade da célula para tolerar variações na transcrição.

Central De Teorias De Transferência De Elétrons e Flutuações Na Biologia

A transferência de elétrons consiste no movimento nuclear que gera estado de transição que permite com que o fluxo de elétrons possa prosseguir. O movimento nuclear também induz flutuações no acoplamento eletrônico, que é a limitação de taxa de parâmetro para a transferência dos elétrons. A interação entre energia e flutuações é particularmente notável na transferência de elétrons biológicos, nos quais a proteína flexível e as pontes móveis de água representam o centro do palco.

Flutuações Macromoleculares

A natureza e a contribuição para a função biológica das flutuações macromoleculares são discutidas em nível fenomenológico. As flutuações de proteína em função da enzima, a mobilidade lateral e a rotação de proteínas são tratadas como traços essenciais desses conjuntos macromoleculares responsáveis pelo seu comportamento biológico, regulação e função. Estas considerações levam-nos a propor novas possibilidades experimentais para o estudo de processos regulatórios envolvendo receptores de membrana ou fatores de transcrição, incluindo os relacionados com oncogênese.

Flutuações Conformacionais

Flutuações conformacionais estão emergindo como aspecto importante da função biológica, desempenhando um papel crucial nos processos que variam de reconhecimento molecular para a catálise e acoplamento. Quando se vincula as flutuações do gênero, do dobramento a estabilidade, os cientistas conseguem investigar a complexa interação entre ligantes de ligação, transições estruturais globais e flutuações.

Os modelos refinados do estudo de evolução empregam alto número de sistemas experimentais: Titulação e calorimetria exploratória, espectroscopia de RMN, cristalografia de raios X, CD e espectroscopia de fluorescência para fornecer tanto caracterizações globais e da vista resolvido de proteínas.