Η βασική διαφορά μεταξύ γραμμικών και περιστροφικών μοριακών κινητήρων είναι κυρίως στη βάση της κίνησης των συμπλεγμάτων που σχηματίζουν την πρωτεΐνη κινητήρα. Ενώ οι γραμμικοί μοριακοί κινητήρες εμφανίζουν γραμμική κίνηση μονής κατεύθυνσης μεταξύ των συμπλεγμάτων, οι περιστροφικοί μοριακοί κινητήρες εμφανίζουν περιστροφικές κινήσεις γύρω από διαφορετικά σύμπλοκα που σχηματίζουν τον μοριακό κινητήρα.
Οι μοριακοί κινητήρες είναι σημαντικά βιομόρια που συμμετέχουν σε πολλές αντιδράσεις, ειδικά που σχετίζονται με την παραγωγή ενέργειας από την άποψη της τριφωσφορικής αδενοσίνης (ATP). Παίζουν κεντρικό ρόλο στην κίνηση ή τη μηχανική εργασία. Οι πρωτεΐνες κινητήρα χρησιμοποιούν ελεύθερη ενέργεια από την υδρόλυση ATP ή τριφωσφορικού νουκλεοτιδίου για να παράγουν μηχανική δύναμη. Υπάρχουν δύο τύποι μοριακών κινητήρων, όπως οι γραμμικοί μοριακοί κινητήρες και οι περιστροφικοί μοριακοί κινητήρες. Αντιπροσωπεύουν δύο τρόπους λειτουργίας του κινητήρα.
Τι είναι οι Γραμμικοί Μοριακοί Κινητήρες;
Οι γραμμικοί μοριακοί κινητήρες παίζουν σημαντικό ρόλο στην κίνηση και στο μηχανικό έργο του σώματος. Ονομάζονται επίσης κυτταροσκελετικές κινητικές πρωτεΐνες. Οι γραμμικοί μοριακοί κινητήρες κινούνται με μονόδρομο τρόπο κατά μήκος των πρωτεϊνικών συμπλεγμάτων που σχηματίζουν τον μοριακό κινητήρα. Αυτοί οι γραμμικοί μοριακοί κινητήρες έχουν την ικανότητα να χρησιμοποιούν χημική ενέργεια με τη μορφή υδρόλυσης ATP, η οποία τους επιτρέπει να κινούνται σε γραμμική τροχιά. Υπάρχει μια αντίδραση σύζευξης που λαμβάνει χώρα συνήθως με έναν γραμμικό μοριακό κινητήρα όσον αφορά την υδρόλυση και την κίνηση του ATP.
Εικόνα 01: Μόρια ακτίνης και μυοσίνης
Υπάρχουν δύο κύριοι γραμμικοί μοριακοί κινητήρες. Είναι κινητήρες ακτίνης και κινητήρες μικροσωληνίσκων. Οι κινητήρες ακτίνης περιλαμβάνουν μυοσίνες ενώ οι κινητήρες μικροσωληνίσκων περιλαμβάνουν τις κινεσίνες και τις δυνεΐνες. Οι μυοσίνες ανήκουν σε μια υπεροικογένεια κινητικών πρωτεϊνών ακτίνης. Συμμετέχουν στη μετατροπή της χημικής ενέργειας σε μηχανική ενέργεια, δημιουργώντας έτσι δύναμη και κίνηση. Οι κινεσίνες είναι ένας τύπος κινητήρων μικροσωληνίσκων που συμμετέχουν κυρίως στο σχηματισμό της ατράκτου κατά τη διάρκεια της μίτωσης και της μείωσης. Είναι ζωτικής σημασίας για το σχηματισμό της ατράκτου στον διαχωρισμό των μιτωτικών και μειοτικών χρωμοσωμάτων κατά τη διάρκεια του κυττάρου. Αντίθετα, οι δυνεΐνες είναι πολύ πολύπλοκα κινητικά μόρια που συμμετέχουν στους μηχανισμούς ενδοκυτταρικής μεταφοράς.
Τι είναι οι Περιστροφικοί Μοριακοί Κινητήρες;
Οι περιστροφικοί μοριακοί κινητήρες συμμετέχουν κυρίως στην παραγωγή ενέργειας μέσω του συμπλέγματος συνθάσης ATP και διευκολύνουν την περιστροφική κίνηση μεταξύ των συστατικών του συμπλέγματος. Το κλασικό παράδειγμα ενός περιστροφικού μοριακού κινητήρα αντιπροσωπεύει την οικογένεια πρωτεϊνών συνθετάσης ATP F0–F1. Η παραγωγή του ATP βασίζεται στη βαθμίδα πρωτονίων που υπάρχει σε όλη τη μεμβράνη. Αυτό καταλύει την περιστροφή των μεμονωμένων υπομονάδων του συμπλέγματος μορίων κινητήρα που έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή ATP.
Εικόνα 02: F0 – F1 ATP Synthase
Επιπλέον, περιστροφικοί κινητήρες μορίων υπάρχουν επίσης στη δομή του βακτηριακού μαστιγίου. Σχηματίζει την πλάκα βάσης και διαχειρίζεται τη βακτηριακή κίνηση των μαστιγίων μέσω του περιστροφικού μοριακού κινητήρα.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ γραμμικών και περιστροφικών μοριακών κινητήρων;
- Οι γραμμικοί και οι περιστροφικοί κινητήρες είναι δύο τύποι μοριακών κινητήρων.
- Αυτοί οι μοριακοί κινητήρες υπάρχουν τόσο σε ευκαρυωτικά όσο και σε προκαρυωτικά κύτταρα.
- Και οι δύο είναι μορφές πρωτεϊνικών υπομονάδων που σχηματίζουν σύμπλοκα γνωστά ως κινητήρες.
- Και στους δύο τύπους κινητήρων, η σύζευξη των υπομονάδων παίζει σημαντικό ρόλο στη λειτουργία του.
- Είναι ενεργά μόρια.
- Και τα δύο χρησιμοποιούν ενέργεια με τη μορφή υδρόλυσης ATP ή κινητήριας δύναμης πρωτονίων.
- Διευκολύνουν την ενεργή κίνηση.
- Και τα δύο είναι σημαντικά στις βιοχημικές οδούς των κυττάρων.
- Επιπλέον, είναι σημαντικά στους μηχανισμούς μεταφοράς.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ γραμμικών και περιστροφικών μοριακών κινητήρων;
Η βασική διαφορά μεταξύ γραμμικών και περιστροφικών μοριακών κινητήρων είναι ο τύπος κίνησης που δείχνουν. Ενώ οι γραμμικοί μοριακοί κινητήρες διευκολύνουν τη μονόδρομη γραμμική κίνηση μετά την υδρόλυση ATP, οι περιστροφικοί μοριακοί κινητήρες διευκολύνουν την περιστροφική κίνηση μετά την υδρόλυση ATP. Οι μοριακοί κινητήρες ακτίνης και οι κινητήρες μορίων μικροσωληνίσκων είναι δύο παραδείγματα γραμμικών μοριακών κινητήρων, ενώ οι κινητήρες συνθάσης ATP και οι πρωτεΐνες κινητήρων μαστιγίων είναι περιστροφικοί μοριακοί κινητήρες.
Το παρακάτω infographic συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ γραμμικών και μοριακών κινητήρων.
Σύνοψη – Γραμμικοί εναντίον Περιστροφικοί Μοριακοί Κινητήρες
Οι μοριακοί κινητήρες διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στη διαμεσολάβηση των βιοχημικών οδών τόσο στους προκαρυωτικούς όσο και στους ευκαρυώτες. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι μοριακών κινητήρων, όπως οι γραμμικοί μοριακοί κινητήρες και οι περιστροφικοί μοριακοί κινητήρες. Όπως υποδηλώνει το όνομά του, οι γραμμικοί μοριακοί κινητήρες διευκολύνουν τη γραμμική κίνηση μεταξύ των επιμέρους υπομονάδων της σύνθετης πρωτεΐνης κινητήρα, η οποία οδηγεί σε γραμμική κίνηση μονής κατεύθυνσης. Σε αντίθεση με αυτή τη μέθοδο μοριακών κινητήρων, οι περιστροφικοί κινητήρες επιτρέπουν την περιστροφική κίνηση των υπομονάδων, σχηματίζοντας το σύμπλεγμα πρωτεϊνών κινητήρα. Η διαφορά στην κίνηση που επιτυγχάνεται έτσι από αυτούς τους δύο τύπους κινητήρων διευκολύνει διάφορες λειτουργίες τόσο στους προκαρυωτικούς όσο και στους ευκαρυώτες. Έτσι, αυτή είναι η περίληψη της διαφοράς μεταξύ γραμμικών και περιστροφικών μοριακών κινητήρων.
