prodaja@kockaikugla.com hr@kockaikugla.com vjeko.kovacicek@kockaikugla.com info@kockaikugla.com mail@kockaikugla.com webmaster@kockaikugla.com admin@kockaikugla.com kockaikugla.com web.kockaikugla.com www.kockaikugla.com

Bug Online

Znanost i tehnologija

Molekularni origami – novo dostignuće nanotehnologije

„Lako je tebi crtati formule po ploči!“, zajaukao je moj kolega kad sam mu ukratko obrazložio što bi nam bilo činiti. Da bi se došlo do nove molekule s nekim pretpostavljenim svojstvom treba imati trenutak inspiracije (koji dođe ili ne dođe) – no da bi se od njezine kemijske formule došlo do bijeloga praha na dnu epruvete treba potrošiti i koju godinu. Tako je i s molekularnim strojevima. Davno sam pročitao znanstveni članak u kojim se opisuju strukture i svojstva nekoliko nanometara velikih zupčanika napravljenih od ugljikovih atoma (modifikacijom nanocjevćica) – no ti se zupčanici, koliko mi je poznato, vrte samo u glavi onih koji su ih nacrtali. Kemičari su sintetizirali molekule najrazličitijih oblika, od kocke (kubani), ljestava (laderani) i starinskoga prozora - onoga sa četiri odvojena stakla (fenestran) do molekula nalik na nogometnu loptu (buckminsterfulleren), krž (helvetan) i šesterokraku zvijezdu (izraelan). No svaka od tih molekula bila je svojevrsna senzacija, a pronalazak buckminsterfullerena (C60) bilo je  revolucionarno otkriće vrijedno Nobelove nagrade. Tehničkim rječnikom rečeno, svaku je molekulu željenog oblika trebalo posebno projektirati.


Zbog svega toga ne treba vas čuditi moje oduševljenje kada sam pročitao u najnovijem broju časopisa Science (od 24. ožujka) kako su dvojica njemačkih znanstvenika, Florian Praetorius i Hendrik Dietz, pronašli metodu kojom se može dobiti objekt ne veći od 100 nm bilo kojeg oblika jednostavnim miješanjem kemikalija! Da budem sasvim precizan: njemački su znanstvenici dobili 18 oblika miješanjem molekula DNA s molekulama 12 vrsta proteina koji su ih povezivali (staple proteins). Svi više-manje znamo što je DNA, no što bi bili ti „spojni proteini“?
Da ne duljim: svaki se spojni protein sastoji od tri dijela. Dva se njegova dijela vežu za dvije molekule DNA, specifično prepoznavajući njihov redoslijed (sekvenciju) nukleoida. Svaki se od ta dva dijela molekule sastoji se od terminalne sekvencije (100 povezanih aminokiselina) nakon čega slijedi 20 podjedinica (svaka sa 34 aminokiseline). Ta se proteinska hvataljka obavija oko 21 para baza ili četiri puna zavoja dvostruke uzvojnice molekule DNA. Drugim riječima molekula se proteina omata oko molekule DNA poput žice oko vijka. No to je tek prvi dio priče. Najvažnji dio priče je polipeptidni lanac (linker) koji povezuje dva dijela spojnog proteina i s njima dvije molekule DNA.


Povezni je lanac, linker, najvažniji jer upravo o njemu ovisi u kakav će međusobni položaj doći dvije molekule DNA. Zbog čega jedan povezni lanac orijentira molekule DNA paralelno, a drugi pod nekim kutom pravo ne znaju ni autori spomenutog članka. Oni su, kažu,  povezne lance konstruirali „empirijski“, dakle bez jasne teorijske osnove,  no unatoč tome su uspjeli – kao što rekoh – napraviti 12 spojnih proteina, a njihovim vezanjem za molekule DNA stvoriti najrazličitije oblike: lukove, kružnice, kvadrate, trokraku zvijezdu, četverokrakog „ježa“… Sve u svemu 18 molekularnih kompleksa – veličine virusa. No to je tek početak.


Kažem da je to tek početak zato jer je broj spojnih proteina praktički neograničen – a to znači da nema razloga da se ovom metodom ne napravi bilo koji oblik koji znanstveniku padne pa pamet.  Još važnije, za sintezu spojnih proteina ne treba koristiti komplicirane postupke organske kemije, nego se sve može raditi mnogo elegantnijim metodama genskog inženjerstva. Drugim riječima, treba pomiješati sastojke stanice (DNA, plazmide, ribosome, enzime itd.) i čekati šest sati (samo!) da oni obave svoj posao.


Primjena ovog otkrića vidi se prije svega u biotehnologiji. Spojni proteini omogućili bi vezivanje više enzima za istu molekulu DNA, ili -  bolje - za njezin molekularni kompleks. Što s time? Prvo što mi pada na pamet je dobivanje alkohola iz celuloze. Iako je to najjeftiji put do bioetanola (jer je komušina jeftinija od kukuruznog zrna!) to biotehnolozima nikako ne polazi za rukom, jer se celuloza razgrađuje do glukoze (od koje se opet vrenjem dobiva etanol) djelovanjem više enzima rad kojih je teško, praktički nemoguće uskladiti. No kad bi se ti enzimi našli na istome mjestu, vezani za molekularni kompleks DNA i spojnog proteina, stvorila bi se situacija kao u živoj stanici, točnije na njezinoj membrani. Put do jeftinog biogoriva bio bi otvoren!


No što je s onim najvažnijim, molekularnim motorima? Jasno je da bi se ovom metodom mogli napraviti i potom povezati najrazličitiji strojni dijelovi, od kotača i osovine do zupčanika i lančanice. Pokretnu bi snagu mogao davati već odavno poznat molekularni motor koji na staničnoj membrani pomiče trepetiljke. Možda ću i o tome uskoro pisati…

Dr. Nenad Raos, po struci kemičar,  znanstveni je savjetnik u trajnome zvanju na zagrebačkom Institutu za medicinska istraživanja i medicinu rada. Intenzivno se bavi popularizacijom znanosti: autor je 13 znanstveno-popularnih knjiga, 7 izložbi u zagrebačkom Tehničkom muzeju te mnogo stotina članaka po časopisima.  Dobitnik je Nagrade za znanstveni rad u području prirodnih znanosti HAZU-a (1996.) i Državne godišnje nagrade za promidžbu i popularizaciju znanosti (2003.).

dodaj komentar

zadnji komentari na forumu (8)

rimohit pet 21.4.2017 04:41

Molekularni origami – novo dostignuće nanotehnolog

BUG "nije" časopis za znanstvenike. Sam text nije pisan za znanstvenike. Ne znam da li ste znali u staroj Yugi je bilo mnogo časopisa za popularizaciju znanosti (znanstveno-popularni časopisi)Ovaj tekst je upravo to popularizacija znanosti. Tekst za "neuke" da ih privuće, naravno najviše mladih...

danen čet 20.4.2017 23:03

Molekularni origami – novo dostignuće nanotehnolog

Nije sve tako komplicirano kako misli slušatelj prije mene. Stanica kao takva je komplicirana, no nisu i nužno i procesi u njoj. Pojedinačne enzimske reakcije, s pročišćenim enzimima, već se više od stoljeća rade u epruveti. Sada je pitanje napraviti nešto slično enzimskom kompleksu koji postoji na...

Tanen čet 20.4.2017 15:25

Molekularni origami – novo dostignuće nanotehnolog

Bioetanol spada u "obnovljive" izvore energije, ekološki čistiji od benzina, te CO2 neutralan (ne povećava razinu CO2 u atmosferi).Sve bi to bilo lijepo kad količina obradive zemlje na kugli zemaljskoj ne bi bila ograničena, te u padu.Moderan način poljoprivredne proizvodnje nije samo dao velike kol...

Ajar čet 20.4.2017 12:31

Molekularni origami – novo dostignuće nanotehnolog

jedva čekam naručiti desetak molekuletina gigantus u obliku pimpeka za svoje bivše poslodavce i neke klijente. ...

rimohit čet 20.4.2017 03:38

Molekularni origami – novo dostignuće nanotehnolog

Fascinantno! Čovjek postaje Bog (koji po svojoj prilici u svojoj prošlosti ali i budučnosti vodi ka samouništenju - Trump, Orban,Erdogan nacionalizam vojska,...) Raos kao i uvijek fenomenalan. Bravo!...

Primjena ovog otkrića vidi se prije svega u biotehnologiji. Spojni proteini omogućili bi vezivanje više enzima za istu molekulu DNA, ili - bolje - za njezin molekularni kompleks.

sri 19.4.2017

Samsung: 32-inčni Quantum Dot monitor s 4K zaslonom

Samsung je predstavio još jedan Quantum Dot monitor 4K rezolucije – ovaj put je riječ o 32-inčnom modelu U32H850 22:25

Offline Instagram za korisnike Android uređaja

Mark Zuckerberg je najavio kako će Instagram za Android dobiti izvamrežni način rada s automatskom sinkronizacijom u pozadini nakon idućeg spajanja na Internet 21:12

Molekularni origami – novo dostignuće nanotehnologije

Primjena ovog otkrića vidi se prije svega u biotehnologiji. Spojni proteini omogućili bi vezivanje više enzima za istu molekulu DNA, ili - bolje - za njezin molekularni kompleks. 20:43

Najavljujemo događaj ICT Supergirls 2017

Treću godinu zaredom povodom međunarodnog dana "Girls in ICT day" poduzeće Lemax organizira prikladno događanje za žene u IT-u 19:58

eSportovi 2022. godine postaju dijelom Azijskih igara

Na Azijskim igrama 2022. godine eSportovi postat će službeni sport, a najuspješniji natjecatelji nagrađivat će se medaljama, po uzoru na natjecatelje u klasičnim sportovima 19:45

Iz Huaweija stigla dva nova MediaPad T3 tableta

Huawei je potiho predstavio dva od ukupno četiri planirana tableta – za sada su stigli MediaPad T3 modeli od 8 i 7-inča 18:11

Xiaomi Mi 6 je predstavljen, očekivano ima dvije kamere

Nakon višemjesečnih glasina istima je došao kraj – Xiaomi je službeno predstavio Mi 6 koji je očekivano također dobio dvije pozadinske kamere 15:50

HP "all-in-one" i desktopi za elitu

HP Inc. Predstavio je nova uredska računala HP EliteDesk i "all-in-one" računala HP EliteOne 13:58

Facebooku nije dovoljna jedna stvarnost

Na početku konferencije F8 Mark Zuckerberg je istaknuo da će virtualna i proširena stvarnost biti sve zastupljenije na Facebooku 12:30

Stiže 300 aplikacija prilagođenih LG G6 zaslonu

Kako bi se nametnuli ispred konkurencije na tržištu sadržaja prilagođenog novom 18:9 formatu zaslona, u LG-ju su odlučili predstaviti 300 aplikacija za LG G6 te prilagođenih ovom format zaslona 11:20

iWork i iLife paketi besplatni za sve Appleove korisnike

Appleovi paketi aplikacija već godinama su besplatni za nove korisnike, a sada ih mogu bez plaćanja preuzeti baš svi 10:19

SAD: Smartphonei zaustavili trend smanjivanja smrtnih ishoda prometnih nesreća

U istraživanju tvrtke Zendrive utvrđeno je kako 88 posto ispitanika u vožnji koristi mobilne uređaje, čime se može objasniti kraj 40-godišnjeg trenda smanjenja broja umrlih u prometnim nesrećama 09:24

ZTE priprema unaprjeđenu verziju Axona 7

Tvrtka ZTE planira na tržištu predstaviti unaprjeđenu verziju svojeg pametnog telefona Axon 7, koja će dobiti ime Axon 7s i od svog prethodnika razlikovati se po uporabi Snapdragon 821 čipa 09:10

LiteOn predstavio PH5 seriju SSD-ova

LiteOn je u svoju ponudu dodao i novu seriju SSD-ova naziva PH5 koju za sada čine dva modela – od 120 GB i 240 GB 05:46

tjedni pregled

najkomentiranije na forumu