Новости медицины портала Remedium.ru - самая актуальная информация о рынке лекарств и медицинского обеспечения

Опрос для врачей

  1. Пользуетесь ли вы интернетом на работе?

Вход на сайт

Авторизоваться
Логин:
Пароль:
Регистрация
Забыли свой пароль?

Facebook

Вакансии фармкомпанийВакансии

Все вакансии




Реклама


Главная / Новости медицины и фармации

05.03.2013 09:27

Размер клетки определяется транспортом химических веществ

Группа исследователей из США предположила, что размер, до которого вырастают клетки, определяется скоростью перемещения биологических молекул.

Руководитель исследовательской группы Бартош Гржимбовски (Bartosz Grzybowski) из Северо-западного университета в Эванстоне (Иллинойс) говорит, что по словам биологов клетки должны иметь небольшой размер для того, чтобы получить наиболее высокое отношение площади поверхности к объему, максимизировав тем самым транспорт через мембрану. Однако такая концепция оставляет открытым вопрос: «Почему в таком случае размер клеток таков, какой он есть, и мы не наблюдаем существенное уменьшение их размера?»

Для нормального функционирования клеткам нужны такие макромолекулы, как белки и нуклеиновые кислоты. В клетках-прокариотах, такие как многие бактериальные клетки, содержится до трех миллионов макромолекул, в то время как в более сложных клетках-эукариотах может находиться до восьми миллиардов макромолекул, и очевидно, что для нормального перемещения в пределах клетки и взаимодействия друг с другом клеткам требуется достаточно места. Гржиборвски приводит пример, что в слишком тесном цеху работа очень сложна из-за того, что оборудование может мешать как друг другу, так и работникам, а в слишком просторном цеху, напротив, большое удаление одного агрегата от другого также будет затруднять создание эффективной сборочной линии.

Для изучения факторов, определяющих размеры клеток, исследователи из группы Гржимбовски решили изучить перемещение молекул в клетках с помощью двух подходов. Для определения коэффициентов диффузии, зависящих от размера молекул и их концентрации в клетке, была использована как модель, основанная на уравнении Эйнштейна-Стокса, так и теория препятствий (obstruction theory). Применение этих моделей позволило исследователям определить скорости транспорта различных молекул в клетках разного типа, и было найдено, что оптимальный размер клеток-прокариотов составляет 1 мкм, а эукариотов – 10 мкм, что согласуется с эмпирически наблюдаемыми масштабами клеток. Исследователи показали, что теоретически предсказываемый размер клетки не зависит от выбора модели, и можно говорить о том, что диаметры клеток, которые мы наблюдаем сегодня – не что иное, как результат оптимизации, выполненной Природой.

Стефан Манн (Stephen Mann) из Университета Бристоля, разработавший модель для протоклетки, отмечает, что новая модель, хотя, по сути, и является очевидной, достаточно глубока, добавляя, что она вызывает ряд дополнительных вопросов. Основной аргумент новой гипотезы – связь процессов пассивной диффузии с активностью макромолекул внутри клетки и ее размером. Тем не менее, в модели Гржимбовски не учитывается влияние температуры, и коэффициенты диффузии не дают ответ на вопрос, почему статистически размер термофилов больше, чем размер холодолюбивых бактерий.

Гржибовски надеется, что разработанная в его группе модель поможет исследователям из его группы создать динамические химические системы, похожие на клетки, но отличающиеся от живых клеток в первую очередь биологией. Он подчеркивает, что если кто-то захочет создать молекулярную сборочную линию, ему придется существенно обдумать вопрос взаимодействия реакции и сырья для этой реакции, резюмируя, что пришла пора взглянуть на клетки с точки зрения физики и термодинамики.





Ключевые слова: Размер клетки, транспорт химических веществ


Последние новости

 
MySQL Query Error: SELECT DISTINCT BE.ID as ID,BE.IBLOCK_ID as IBLOCK_ID,BE.IBLOCK_SECTION_ID as IBLOCK_SECTION_ID,BE.NAME as NAME,IF(EXTRACT(HOUR_SECOND FROM BE.ACTIVE_FROM)>0, DATE_FORMAT(BE.ACTIVE_FROM, '%d.%m.%Y %H:%i:%s'), DATE_FORMAT(BE.ACTIVE_FROM, '%d.%m.%Y')) as ACTIVE_FROM,DATE_FORMAT(BE.TIMESTAMP_X, '%d.%m.%Y %H:%i:%s') as TIMESTAMP_X,B.DETAIL_PAGE_URL as DETAIL_PAGE_URL,B.LIST_PAGE_URL as LIST_PAGE_URL,BE.DETAIL_TEXT as DETAIL_TEXT,BE.DETAIL_TEXT_TYPE as DETAIL_TEXT_TYPE,BE.PREVIEW_TEXT as PREVIEW_TEXT,BE.PREVIEW_TEXT_TYPE as PREVIEW_TEXT_TYPE,BE.PREVIEW_PICTURE as PREVIEW_PICTURE,L.DIR as LANG_DIR,BE.SORT as SORT,BE.CODE as CODE,BE.XML_ID as EXTERNAL_ID,B.IBLOCK_TYPE_ID as IBLOCK_TYPE_ID,B.CODE as IBLOCK_CODE,B.XML_ID as IBLOCK_EXTERNAL_ID,B.LID as LID FROM b_iblock B INNER JOIN b_lang L ON B.LID=L.LID INNER JOIN b_iblock_element BE ON BE.IBLOCK_ID = B.ID INNER JOIN b_iblock_62_index FC on FC.ELEMENT_ID = BE.ID WHERE 1=1 AND ( (FC.SECTION_ID = 1901 AND FC.FACET_ID = 1 AND FC.VALUE_NUM = 0 AND FC.VALUE in (0) and FC.INCLUDE_SUBSECTIONS=1) AND ((((BE.IBLOCK_ID = '62')))) AND (EXISTS ( SELECT IBLOCK_ID FROM b_iblock_site WHERE IBLOCK_ID = B.ID AND (((SITE_ID='en'))) )) AND ((((BE.ACTIVE='Y')))) AND (((BE.ACTIVE_TO >= now() OR BE.ACTIVE_TO IS NULL) AND (BE.ACTIVE_FROM <= now() OR BE.ACTIVE_FROM IS NULL))) ) AND (((BE.WF_STATUS_ID=1 AND BE.WF_PARENT_ELEMENT_ID IS NULL))) AND (( B.ID IN ( SELECT IBLOCK_ID FROM b_iblock_group IBG WHERE IBG.GROUP_ID IN (2) AND IBG.PERMISSION >= 'R' AND (IBG.PERMISSION='X' OR B.ACTIVE='Y') ) OR (B.RIGHTS_MODE = 'E' AND EXISTS ( SELECT ER.ELEMENT_ID FROM b_iblock_element_right ER INNER JOIN b_iblock_right IBR ON IBR.ID = ER.RIGHT_ID INNER JOIN b_user_access UA ON UA.ACCESS_CODE = IBR.GROUP_CODE AND UA.USER_ID = 0 WHERE ER.ELEMENT_ID = BE.ID AND IBR.OP_EREAD = 'Y' )) )) ORDER BY BE.ACTIVE_FROM desc ,BE.SORT asc ,BE.ID desc LIMIT 3 [[126] Incorrect key file for table '/tmp/#sql_53a8_2.MYI'; try to repair it]

DB query error.
Please try later.