16:19 2024-03-22
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ De ce ADN-ul este aproape întotdeauna un helix dreptaci? Explorarea cauzelor chiralității
_ De ce este ADN-ul aproape întotdeauna un helix dreptaci? Explorarea cauzelor chiralității
De ce este inima ușor pe partea stângă a corpului pentru majoritatea oamenilor? De ce ADN-ul este aproape întotdeauna un helix dreptaci? La fel și cu elicele alfa, blocurile de construcție ale proteinelor. Chiralitatea, sau mâna, este peste tot în biologie, dar motivele pot fi un mister.
Greg Huber, biofizician și cercetător la Chan Zuckerberg Biohub San Francisco, a petrecut trei ani explorând aceste întrebări și multe altele folosind un formă simplă asimetrică care trăiește pe rețeaua triunghiulară și care a primit puțină atenție academică - țigla sfinxului. El și colaboratorii săi – Craig Knecht, Walter Trump și Robert Ziff – au găsit proprietăți neașteptate legate de chiralitatea acesteia.
Studiul lor, „Entropia și chiralitatea în plăci de sfinx”, a fost publicat recent în Physical Review Research.
Alcătuit din șase triunghiuri echilaterale (un hexiamond), sfinxul are o manieră intrinsecă, venind fie în orientări pentru stânga, fie pentru dreapta. Este singurul hexiamond asimetric cunoscut care poate ține fiecare ordin al lui însuși, ceea ce înseamnă că toți sfincșii scalați de un factor n pot fi împărțiți de n•n sfinxuri unități mai mici.
Cu alte cuvinte, un sfinx de ordin-2. se poate face din 4 plăci sfinx, un sfinx ordin-3 poate fi făcut din 9 și așa mai departe. Numărul de aranjamente sau aranjamente posibile de plăci, începând de la sfinxul unic, încep mic: 1, 1, 4, 16, …, dar nu pentru mult timp.
Ca și numărul de sfinxuri dintr-o placă. crește, numărul de layout-uri posibile crește superexponențial. De exemplu, un sfinx de ordinul 5 are 153 de plăci posibile (prezentate mai jos), ordinea de 6 are aproape 72.000 de plăci, iar ordinea de 13, 1030.
Asimetria plăcilor a oferit căi bogate de explorat chiralitate. Luați problema simplă de a plasa două plăci una lângă alta. Există 46 (sau 47, în funcție de modul în care numărați) moduri diferite pentru ca două plăci sfinx să formeze o diadă. (În contrast, există o singură modalitate prin care două pătrate unități să formeze o diadă.)
Ele pot fi placate în așa fel încât să aibă energie chirală scăzută, ceea ce înseamnă că majoritatea sfinxilor vecini sunt în aceeași orientare sau au o energie chirală mare.
Huber, liderul grupului de teorie de la San Francisco Biohub, subliniază că acest efort a fost mai mult decât un exercițiu abstract. El observă că geometria și chiralitatea au conexiuni importante, dar adesea trecute cu vederea, cu biologia. Capsidele virusului, de exemplu, au o simetrie geometrică („principiul de cvasi-echivalență”) bazată pe aceeași rețea.
„Universul nu ar trebui să favorizeze o manieră față de alta, ci la scară după scară, apar preferințe chirale”, spune Huber. „Chiralitatea poate fi foarte misterioasă, iar interacțiunile chirale surprinzătoare ale plăcilor sfinxului au fost motivația acestei lucrări.”
Comentarii:
Adauga Comentariu