Cualquier persona que alguna vez haya intentado encontrar un camino a través de una zona peatonal llena de gente, literalmente, se ha topado con el problema: mientras algunas personas optan por abrirse paso a través de los huecos, otras se quedan en lo recto y estrecho, y las colisiones sonsolo es cuestion de tiempo.
Algo muy similar puede suceder durante el transporte activo de proteínas en las células cuando los motores moleculares con diferentes modos de locomoción comparten la misma autopista de varios carriles es decir, filamentos de proteínas. Análisis teóricos realizados por físicos de la LMU dirigidos por el profesor Erwin Frey, y ahora publicados en eldiario Revisión física X , muestre cómo sucede esto. Los autores describen un modelo recientemente desarrollado, que captura el comportamiento colectivo de dos tipos diferentes de motores y proporciona información sobre los fenómenos complejos que pueden resultar.
Las células biológicas están atravesadas por redes de polímeros de proteínas fibrosas, que juntas forman el citoesqueleto. Estas estructuras sirven como carreteras para el transporte intracelular de cargas de proteínas, que están unidas a proteínas motoras moleculares que caminan a lo largo de los filamentos, saliendo de una subunidadal siguiente. Este proceso es vital para la función celular. Sin embargo, las diferentes proteínas motoras se mueven de diferentes maneras. Algunas siguen trayectorias helicoidales y se enrollan alrededor del filamento cilíndrico. Otras avanzan en línea recta.
"Los movimientos colectivos de una combinación de tales motores no se habían modelado hasta ahora", dice Emanuel Reithmann, estudiante de doctorado en el grupo de Frey y primer autor conjunto del artículo junto con Patrick Wilke.
El equipo de Frey ahora ha cerrado esta brecha al desarrollar un modelo teórico para el comportamiento de dos tipos de partículas que difieren en sus modos de movimiento. El filamento mismo se modela como una red cilíndrica bidimensional en la que las partículas saltan de un nodo ael siguiente. Una especie de partícula sigue un curso recto, es decir, permanece en el mismo carril en todo momento, mientras que el otro cambia de carril de forma sesgada y efectivamente traza una espiral en el filamento. Las simulaciones basadas en el modelo revelaron que, en estas condiciones, las dos especies de partículas se obstaculizan entre sí más fuerte de lo que se pensaba anteriormente. Como resultado de sus diferentes trayectorias, la distribución precisa de las partículas dentro de la red tiene un efecto crítico en desarrollos posteriores. Como las dos especies motoras tienen modos de movimiento fijos,El rango de posiciones abiertas para cada uno está intrínsecamente restringido y la disposición de los demás disminuye aún más en cualquier momento.se puede acceder desde más direcciones que las que están abiertas a la partícula que la ocupa actualmente.
"Por lo tanto, es posible que una sola partícula bloquee los movimientos de varios otros, a pesar de que la red puede estar relativamente escasamente ocupada", dice Frey. "Este efecto da lugar a una cascada de fenómenos sorprendentes, incluida la aparición dedistribuciones modeladas de partículas que no se habían observado en modelos anteriores "
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Materiales proporcionado por Ludwig-Maximilians-Universität München . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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