Orgasme yang Segera Terjadi Pada Wanita Berhubungan Dengan Kaki Gelisah - ScienceDaily

Bagaimana sel mengangkut molekul dengan ‘karpet aktif’ – ScienceDaily


Setetes pewarna makanan yang perlahan menyebar dalam segelas air didorong oleh proses yang disebut difusi. Sementara matematika difusi telah dikenal selama bertahun-tahun, bagaimana proses ini bekerja pada organisme hidup masih belum dipahami dengan baik.

Sekarang, sebuah penelitian dipublikasikan di Komunikasi Alam memberikan wawasan baru tentang proses difusi dalam sistem yang kompleks. Hasil kolaborasi antara fisikawan di Penn, University of Chile, dan Heinrich Heine University Düsseldorf, kerangka teori baru ini memiliki implikasi luas untuk permukaan aktif, seperti yang ditemukan di biofilm, lapisan aktif, dan bahkan mekanisme pembersihan patogen.

Difusi dijelaskan oleh hukum Fick: Partikel, atom, atau molekul akan selalu bergerak dari wilayah dengan konsentrasi tinggi ke rendah. Difusi adalah salah satu cara terpenting molekul bergerak di dalam tubuh. Namun, untuk pengangkutan objek besar dalam jarak yang jauh, difusi standar menjadi terlalu lambat untuk diikuti.

“Saat itulah Anda membutuhkan komponen aktif untuk membantu mengangkut barang-barang,” kata rekan penulis studi Arnold Mathijssen. Dalam biologi, aktuator ini termasuk motor sitoskeletal yang menggerakkan vesikel kargo dalam sel, atau silia yang memompa cairan keluar dari paru-paru manusia. Ketika banyak aktuator terakumulasi di permukaan, mereka dikenal sebagai “karpet aktif”. Bersama-sama, mereka dapat menyuntikkan energi ke dalam sistem untuk membantu membuat difusi lebih efisien.

Mathijssen, yang kelompok penelitiannya mempelajari fisika patogen, pertama kali tertarik pada topik ini saat mempelajari biofilm bersama Francisca Guzmán-Lastra, pakar fisika materi aktif, dan fisikawan teoretis Hartmut Löwen. Biofilm adalah contoh lain dari karpet aktif karena mereka menggunakan flagela mereka untuk menciptakan “aliran” yang memompa cairan dan nutrisi dari lingkungannya. Secara khusus, para peneliti tertarik untuk memahami bagaimana biofilm dapat mempertahankan dirinya sendiri ketika akses ke nutrisi terbatas. “Mereka dapat meningkatkan penyerapan makanan mereka dengan menciptakan aliran, tetapi ini juga membutuhkan energi. Jadi, pertanyaannya adalah: Berapa banyak energi yang Anda masukkan untuk mengeluarkan energi?” kata Mathijssen.

Tetapi mempelajari karpet aktif itu sulit karena tidak selaras dengan hukum Fick, jadi para peneliti perlu mengembangkan cara untuk memahami difusi dalam sistem non-ekuilibrium ini, atau sistem yang telah menambah energi. “Kami berpikir bahwa kami dapat menggeneralisasi hukum ini untuk peningkatan difusi, ketika Anda memiliki sistem yang tidak mengikuti hukum Fick tetapi mungkin masih mengikuti rumus sederhana yang dapat diterapkan secara luas ke banyak sistem aktif ini,” kata Mathijssen.

Setelah mencari tahu bagaimana menghubungkan matematika yang diperlukan untuk memahami dinamika bakteri dan hukum Fick, para peneliti mengembangkan model yang mirip dengan persamaan Stokes-Einstein, yang menggambarkan hubungan dengan suhu dan difusi, dan menemukan bahwa fluktuasi mikroskopis dapat menjelaskan perubahan tersebut. melihat dalam difusi partikel. Dengan menggunakan model baru mereka, para peneliti juga menemukan bahwa difusi yang dihasilkan oleh gerakan kecil ini sangat efisien, memungkinkan bakteri menggunakan sedikit energi untuk mendapatkan makanan dalam jumlah besar.

“Kami sekarang telah mendapatkan teori yang memprediksi pengangkutan molekul di dalam sel atau dekat dengan permukaan aktif. Impian saya adalah bahwa teori ini akan diterapkan dalam pengaturan biofisik yang berbeda,” kata Mathijssen. Lab penelitian barunya di Penn akan mulai mengerjakan eksperimen lanjutan untuk menguji model baru ini. Mereka berencana untuk mempelajari difusi aktif baik dalam sistem mikroskopis biologis maupun rekayasa.

Mathijssen, yang juga terlibat dalam proyek terkait penyebaran COVID-19 di fasilitas pemrosesan makanan, mengatakan bahwa silia di paru-paru adalah contoh penting lainnya dari karpet aktif dalam biologi, terutama karena mereka berfungsi sebagai garis pertahanan pertama melawan. patogen seperti COVID-19. Dia berkata, “Itu akan menjadi hal lain yang sangat penting untuk diuji, apakah teori karpet aktif ini mungkin terkait dengan teori pembersihan patogen di saluran udara.”

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh universitas Pennsylvania. Asli ditulis oleh Erica K. Brockmeier. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Lagu Togel