Para ilmuwan telah meneliti secara rinci struktur yang digunakan bakteri untuk mengambil keputusan

Ahli biologi dari University of Illinois menyajikan laporan tentang mekanisme bakteri yang bertanggung jawab untuk kemotaxis - reaksi motorik yang disebabkan oleh rangsangan eksternal. Struktur struktur ini, yang samar-samar mengingatkan pada organ-organ indera dan sistem saraf organisme, telah dipelajari secara rinci pada tingkat molekuler.

Bakteri mampu bergerak ke arah zat-zat yang menarik bagi mereka (biasanya ini adalah zat gizi - gula, asam amino), dan menjauh dari zat-zat pengusir balik (asam lemak, alkohol). Pada saat yang sama, bakteri sangat sensitif, dan mampu menanggapi perubahan konsentrasi zat sebesar 0,1%. Selain itu, reseptor bakteri mampu merespons cahaya.

"Ada ribuan reseptor di permukaan bakteri yang memindai lingkungan dan memberi tahu bakteri apa yang harus dilakukan," jelas Profesor Klaus Schulten. Prosesnya menyerupai fungsi organ sensorik pada hewan yang lebih tinggi, dengan pengecualian fakta bahwa bakteri tidak memiliki sistem saraf pusat. Namun demikian, mereka tidak hanya mampu menanggapi rangsangan eksternal, tetapi juga menggunakan mekanisme memori sisa, yang memungkinkan mereka untuk bertahan hidup.

Reseptor permukaan mentransmisikan informasi ke lapisan protein yang lebih dalam, yang disebut kinase, yang menafsirkan data yang diperoleh, atas dasar yang memberikan perintah "terus bergerak" atau "mengubah arah". Dalam kasus terakhir, kinase ini mentransfer perintah kimia ke kinase lain, yang secara langsung mengendalikan pergerakan flagel bakteri.

Upaya awal untuk mempelajari prinsip-prinsip fungsi struktur molekul yang disebutkan di atas menggunakan mikroskop elektron dan kristalografi muncul melawan ketidaksempurnaan teknologi ini - khususnya, resolusi rendah mereka. Para penulis karya menciptakan teknologi yang memungkinkan Anda untuk membersihkan protein utama dari struktur, dan menggabungkannya sehingga dikumpulkan dalam lapisan tipis. Sebagai hasilnya, adalah mungkin untuk mendapatkan gambar tiga dimensi yang jelas dari pengaturan ruang dan interaksinya satu sama lain.

Kompleks simulasi komputer yang dikembangkan secara khusus, yang bekerja pada superkomputer Blue Waters, membangun model tiga dimensi sistem berdasarkan simulasi reaksi masing-masing atom dalam struktur dan data yang diperoleh dengan berbagai metode. Model yang dihasilkan menjelaskan secara rinci interaksi antara bagian-bagian struktur chemosensory.

Pandangan yang baru dan lebih baik tentang bagaimana struktur bekerja memberikan banyak jawaban dan menimbulkan banyak pertanyaan baru. Bagaimana sinyal berpindah dari reseptor ke kinase, skema interaksi semua komponen sistem kemotaksis - semua ini masih harus dipelajari. Schulten membandingkan proses kognisi ini dengan studi jam tangan mekanik yang kompleks.

"Untuk memahami pengoperasian sistem mekanik, kita perlu mengetahui strukturnya," katanya. - Ketika kita membuka arloji dan melihat bagaimana persneling terhubung satu sama lain, kita dapat mulai merefleksikan prinsip arloji. Dan kita sudah tahu bagaimana gigi terhubung di "otak" bakteri. "

Source: https://habr.com/ru/post/id387743/