Nanoskopska skala

Nanoskopska skala (nanoskala ili nanorazmjer) obično se odnosi na strukture sa skale dužine primenljive u notehnologiji, obično citirane u rasponu o 1–100 nanometara. Nanometar je milijarditi dio metra. Nanoskopska skala je (grubo rečeno) donja granica mezoskopske skale za većinu čvrstih tvari.

Ribosom je biološka mašina sa nanoskalom dinamike proteina.

U tehničke svrhe, nanoskopska skala je veličina kod koje fluktuacije prosječnih svojstava (uslijed kretanja i ponašanja pojedinih čestica) počinje imati značajan učinak (često i nekoliko postotaka) na ponašanje sistema i mora biti uzeta u obzir u njegovoj analizi.

Nanoskopska skala se ponekad označava kao tačka u kojoj se svojstva materijala menjaju; iznad nje, svojstva materijala uzrokovana su efektima „mase“ ili „zapremine“. To se odnosi na to koji su atomi prisutni, kako su povezani i u kojim omjerima. Ispod ove tačke, svojstva materijala se mijenjaju, i dok su tip prisutnih atoma i njihova relativna orijentacija i dalje važni, 'efekti površine' (koji se nazivaju i kvantni efekti) postaju očitiji. Ti efekti nastaju zbog geometrije materijala (koliko je gust, širok itd.), koji pri ovim malim dimenzijama može drastično uticati na kvantizirana stanja, a time i na svojstva materijala.

Nobelova nagrada za hemiju 8. oktobra 2014, dodeljena je Ericu Betzigu, Williamu Moerneru i Stefanu Hellu, „za razvoj super riješene fluorescentne mikroskopije, što dovodi optičku mikroskopiju u nanodimenziju“.^[1]^[2]^[3]

Nanoskalne mašine

Neke od bioloških molekulskih mašina

Najsloženija nanoskalna molekulska mašina su proteini koji se nalaze unutar ćelija, često u obliku multiproteinskih kompleksa.^[4] Neke biološke mašine su motorini proteini, kao što su miozin, koji je odgovoran za kontrakciju mišića, kinezin, koji pomjera teret unutar ćelija dalje od jedra, duž mikrotubula i dinein, koji premješta teret unutar ćelija prema jedru i proizvodi pokrete aksonema u pokretnim trepljama i bičevima. U stvari, pokretna cilija je nanomašina sastavljena od možda preko 600 proteina u molekulskim kompleksima, od kojih mnogi također funkcioniraju neovisno kao nanomašine.^[5] Fleksibilni linker omogućavaju mobilne proteinske domene koji su povezani da aktiviraju svoje partnere koji vežu i induciraju alosteriju na velike domete putem veza protein-protein dinamike proteinskih domena. Za proizvodnju energije odgovorne su druge biološke mašine, naprimjer ATP sintaza, koja iskorištava energiju iz gradijenta protona preko membrana za iniciranje pokreta sličnog turbini, koji se koristi za sintezu ATP, izvora ćelijske energije.^[6] I druge mašine odgovorne su za ekspresiju gena, uključujući DNK-polimerazu za replikaciju DNK, RNK-polimerazu za proizvodnju iRNK, splajsosom za uklanjanje introna i ribosoma za sintetiziranje proteina. Ove mašine i njihova dinamika nanorazmjera su mnogo složenije od bilo kojih molekulskih mašina koje su već umjetno konstruirane.^[7]

Također pogledajte

Reference

^ Ritter, Karl; Rising, Malin (8. 10. 2014). "2 Americans, 1 German win chemistry Nobel". AP News. Pristupljeno 8. 10. 2014.
^ Chang, Kenneth (8. 10. 2014). "2 Americans and a German Are Awarded Nobel Prize in Chemistry". New York Times. Pristupljeno 8. 10. 2014.
^ Rincon, Paul (8. 10. 2014). "Microscope work wins Nobel Prize in Chemistry". BBC News. Pristupljeno 3. 11. 2014.
^ Donald, Voet (2011). Biochemistry. Voet, Judith G. (4th izd.). Hoboken, NJ: John Wiley & Sons. ISBN 9780470570951. OCLC 690489261.
^ Satir, Peter; Søren T. Christensen (26. 3. 2008). "Structure and function of mammalian cilia". Histochemistry and Cell Biology. 129 (6): 687–93. doi:10.1007/s00418-008-0416-9. PMC 2386530. PMID 18365235. 1432-119X.
^ Kinbara, Kazushi; Aida, Takuzo (1. 4. 2005). "Toward Intelligent Molecular Machines: Directed Motions of Biological and Artificial Molecules and Assemblies". Chemical Reviews. 105 (4): 1377–1400. doi:10.1021/cr030071r. ISSN 0009-2665. PMID 15826015.
^ Bu Z, Callaway DJ (2011). "Proteins MOVE! Protein dynamics and long-range allostery in cell signaling". Protein Structure and Diseases. Advances in Protein Chemistry and Structural Biology. 83. str. 163–221. doi:10.1016/B978-0-12-381262-9.00005-7. ISBN 9780123812629. PMID 21570668.

[AP-20141008-KR-1] Ritter, Karl; Rising, Malin (8. 10. 2014). "2 Americans, 1 German win chemistry Nobel". AP News. Pristupljeno 8. 10. 2014.

[NYT-20141008-KC-2] Chang, Kenneth (8. 10. 2014). "2 Americans and a German Are Awarded Nobel Prize in Chemistry". New York Times. Pristupljeno 8. 10. 2014.

[3] Rincon, Paul (8. 10. 2014). "Microscope work wins Nobel Prize in Chemistry". BBC News. Pristupljeno 3. 11. 2014.

[4] Donald, Voet (2011). Biochemistry. Voet, Judith G. (4th izd.). Hoboken, NJ: John Wiley & Sons. ISBN 9780470570951. OCLC 690489261.

[Satir2008-5] Satir, Peter; Søren T. Christensen (26. 3. 2008). "Structure and function of mammalian cilia". Histochemistry and Cell Biology. 129 (6): 687–93. doi:10.1007/s00418-008-0416-9. PMC 2386530. PMID 18365235. 1432-119X.

[6] Kinbara, Kazushi; Aida, Takuzo (1. 4. 2005). "Toward Intelligent Molecular Machines: Directed Motions of Biological and Artificial Molecules and Assemblies". Chemical Reviews. 105 (4): 1377–1400. doi:10.1021/cr030071r. ISSN 0009-2665. PMID 15826015.

[pmid21570668-7] Bu Z, Callaway DJ (2011). "Proteins MOVE! Protein dynamics and long-range allostery in cell signaling". Protein Structure and Diseases. Advances in Protein Chemistry and Structural Biology. 83. str. 163–221. doi:10.1016/B978-0-12-381262-9.00005-7. ISBN 9780123812629. PMID 21570668.

[1]