Molekulski motor

**Molekulski motori** su molekulske mašine koje su bitni agensi kretanja u živim organizmima. U općem smislu, a motor je uređaj koji troši energiju u bilo kojem obliku i pretvara je u pokret ili mehanički rad. Naprimjer, mnogi proteinI, pri obavljanju mehaničkog rad a na osnovu molekulskih motora koriste hemijsku slobodnu energiju koja se oslobađa hidrolizom adenozin trifosfata (ATP). U pogledu energetske efikasnosti, ovaj tip motora može biti superioran u odnosu na trenutno dostupne ljudskom rukom stvorene motore. Jedna od važnih razlika između molekulskih motora i makroskopskih vještačkih motora je da molekulski motori rade u toplotnoj kupki, tj. u okruženju u kojem se dešavaju značajne fluktuacije u toplinskim uvjetima.

## Primjeri 
Neki primjeri biološki značajnih molekulskih motora su:
* **Citoskeletni motori**
** Miozini su odgovorni za mišićne kontrakcije, međućelijski transport i ćelijsku napetost. 
** Kinezin prenosi teret unutar ćelija, od jedra, duž mikrotubula.
** Dinein proizvodi aksonemske zaveslaje cilija i flagela i prenosi teret uz mikrotubule, prema jedru ćelije.
* **Polimerizacijski motori**:
** Polimerizacija aktina generira snagu i može se koristiti za pogon. U ovom procesu se koristi energija adenozin trifosfata (ATP).
** Mikrotubule se polimeriziraju pomoću gvanozin trifosfata (GTP).
** Dinamin je odgovoran za odvajanje klatrinskih pupoljaka iz plazma membrane, pri čemu se koristi energija Gvanozin trifosfata (GTP).
* **Rotacijski motori**:
** Proteinska porodica FoF1-ATP sintaza pretvara hemijsku energiju ATP u elektrohemijski potencijal energije protonskog gradijenta kroz membranu ili obrnuto. Kataliza hemijske reakcije i kretanje protona zajedno jednih sa drugima putem mehaničke rotacije dijelova kompleksa. Ovo je uključeno u sintezu ATP u mitohondrijama i hloroplastima, kao i u pumpanje protona kroz vakuolsku membranu.
** Bakterijski bičevi su odgovorni za plivanje i pokrete u *Escherichia coli* i drugih bakterija, djelujući kao kruti propeleri koje pogone rotacijski motori. Ovaj motor pokreće protok protona kroz membranu, eventualno koristeći sličan mehanizam kao kod FO motora u ATP sintazi.
* **Motori nukleinskih kiselina**:
** RNK polimeraza transkribira RNK sa predloška (matrice) DNK .
** DNK polimeraza pretvara jednolančanu DNK u dvolančanu.
** Helikaza razdvaja dvotruke lance nukleinskih kiselina prije transkripcije replikacije . Izvor energije adenozin trifosfat (ATP). 
** Topoizomeraza reducira supernamotaje DNK u ćelijama, uz korištenje energije ATP.
** Remodelirajući kompleks hromatinske strukture (RSC) i SWI/SNF kompleksi remodeliraju hromatin u eukariotskim ćelijama. I tu se koristi energija ATP.
** SMC protein odgovara za kondenzaciju hromosoma u eukariotskim ćelijama.
**Motori pakovanja virusne DNK injektiraju virusnu genomsku DNA u u kapside kao dio njihovog replikacijskog ciklusa, a to pakovanje je vrlo čvrsto. Slijedi nekoliko modela su koji nastoje objasniti kako protein stvara sile potrebne za pogon DNK u kapsidi; za pregled pogledati sadržaj linka http://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-1-4614-0980-9_23. Alternativni prijedlog je da se, za razliku od svih ostalih bioloških motora, sila ne generira direktno putem proteina, već od same DNK. U ovom modelu, za pogon proteinskih konformacijskih promjenea koristi se hidrliza hidroliza ATP, koja alternativno dehidrira i rehidra DNK, cikličnim prenosom iz B-DNK u A-DNK i obrnuto. A-DNK je 23% kraća od B-DNK, a DNK za ciklus skupljanje /širenje ide zajedno sa ciklusom protein-DNK stiskanje/ oslobađanje za generiranje pokreta naprijed koji pokreće DNK u kapsidi.
* **Sintetski molekulski motori** su kreirani hemijski, da daju rotaciju, a možda stvaraju moment sile.

## Teorijski osnovi  
Budući da su fenomeni motora stohastični, molekulski motori su često po uzoru na Fokker-Planckovu jednadžbu ili Monte Carlo metode. Ovi teorijski modeli su posebno korisni kada se tretiraju molekulski motori kao Brownov motor.

## Eksperimentalna iskustva
U eksperimentalnoj biofizici, aktivnost molekulskih motora se posmatra sa mnogo različitih eksperimentalnih pristupa, a među njima:

* Metod fluorescencije: transfer fluorescentne rezonantne energije (FRET), koja je u korelaciji sa fluorescentnnom spektroskopijom (FCS), ukupne unutrašnje refleksije fluorescencije.
* Magnetska makaze mogu biti korisne za analizu motora koji rade na dugim komadima DNK.
* Eho neutronskog spina spektroskopija se može koristiti za posmatranje kretanja na vremenskopj skali nanosekundi. 
* Optičke makaze (ne treba ih miješati sa molekulskim) su dobro pogodne za proučavanje molekulskih motora zbog njihove izvorne konstante.
* Tehnika raspršenja: praćenje čestica se bazira na tamnom polju ili mikroskopiji interferometrijskog rasipanja (iSCAT)
* Metodi jednostruke molekulske elektrofiziologije mogu se koristiti za mjerenje dinamike pojedinih ionskih kanala.
Koristi se mnogo više tehnika. Kako se razvijaju nove tehnologije i metode, očekuje se da će znanje o prirodnim molekulskim motorima biti od pomoći u izgradnji sintetsih nanomotora.

## Nebiološki molekulski motori
Nedavno su hemičari i oni koji su uključeni u nanotehnologiju počeli istraživati mogućnost stvaranja molekulskih motora *de novo *. Ove sintetički molekulski motorI trenutno pate od mnogo ograničenja koja usporavaju njihovu upotrebu u laboratorijskim istraživanjima. Međutim, mnoga od ovih ograničenja mogu se prevazići kao i razumijevanje hemije i fizike na povećanju znanja om nanoskalama. Sistemima kao što su nanokola, a ne tehničkim motorima, su ilustrativni primjeri nedavnih napora prema konstrukciji sintetičkih nano motora.

## Također pogledajte
* Brownov motor
* Citoskelet
* Molekulska mašina
* Motorni protein
* Nanomotor

## Reference 
## Vanjski linkovi 
* MBInfo - Molecular Motor Activity 
* MBInfo - Cytoskeleton-dependent MBInfo - Intracellular Transport 
* Cymobase - A database for cytoskeletal and motor protein sequence information
* Jonathan Howard (2001), Mechanics of motor proteins and the cytoskeleton. 

Kategorija:Molekulske mašine
Kategorija:Biofizika
Kategorija:Ćelijsko kretanje