اوسني COVID-19 وبا ډیرې ستونزې رامینځته کړې چې هیکران یې په برید کولو خوښ دي. د 3D چاپ شوي مخ پوښونو او د کور طبي ماسکونو څخه د بشپړ میخانیکي وینټیلیټر ځای په ځای کولو پورې ، د نظرونو جریان الهام بخښونکی او زړه راښکونکی و. په ورته وخت کې، په بله برخه کې د پرمختګ هڅې وې: په څیړنه کې چې موخه یې د ویروس سره مبارزه ده.
په ښکاره ډول ، د اوسني وبا د مخنیوي او ټولو راتلونکو پایلو ته د وتلو ترټولو لوی احتمال په داسې طریقه کې دی چې هڅه کوي د ستونزې ریښې ته ورسي. دا "خپل دښمن وپیژنئ" چلند د فولډینګ @ کور کمپیوټري پروژې لخوا اخیستل شوی. ملیونونو خلکو پروژې ته لاسلیک کړی او د دوی پروسیسرونو او GPUs د پروسس کولو ځواک ځینې مرسته کوي ، پدې توګه په تاریخ کې ترټولو لوی [توزیع شوی] سوپر کمپیوټر رامینځته کوي.
مګر دا ټول exaflops د څه لپاره کارول کیږي؟ ولې دا اړینه ده چې داسې کمپیوټري ځواک وغورځوئ ؟ دلته کوم ډول بایو کیمیا کار کوي، ولې پروټینونه باید په بشپړه توګه ودرول شي؟ دلته د پروټین فولډ کولو یوه چټکه کتنه ده: دا څه دي، دا څنګه پیښیږي، او ولې دا مهم دی.
لومړی، ترټولو مهم شی: ولې پروټین ته اړتیا ده؟
پروټین حیاتي جوړښتونه دي. دوی نه یوازې د حجرو لپاره ساختماني توکي چمتو کوي ، بلکه د نږدې ټولو بایو کیمیکل عکس العملونو لپاره د انزایم کتلست په توګه هم کار کوي. squirrels، دوی وي او یا ، اوږده زنځیرونه دي په یو ټاکلي ترتیب کې موقعیت لري. د پروټینونو دندې د کومو په واسطه ټاکل کیږي چې امینو اسیدونه د پروټین په ځینو ځایونو کې موقعیت لري. که د مثال په توګه، یو پروټین باید په مثبت ډول چارج شوي مالیکول سره وتړل شي، د پابند ځای باید د منفي چارج شوي امینو اسیدونو څخه ډک شي.
د دې لپاره چې پوه شي چې پروټین څنګه جوړښت ترلاسه کوي چې د دوی فعالیت ټاکي، موږ باید د مالیکول بیولوژي اساساتو او په حجره کې د معلوماتو جریان ته لاړ شو.
تولید، یا پروټین د پروسې سره پیل کیږي . د لیږد په جریان کې، د DNA ډبل هیلکس، چې د حجرو جینیاتي معلومات لري، په جزوي توګه خلاصیږي، د DNA نایتروجن اډې ته اجازه ورکوي چې د انزایم په نامه یادیږي. . د RNA پولیمیریز دنده د جین څخه د RNA نقل یا نقل کول دي. د جین دا کاپي نومیږي (mRNA) یو واحد مالیکول دی چې د انټرا سیلولر پروټین فابریکو کنټرول لپاره مثالی دی څوک چې په تولید کې بوخت دي، یا پروټینونه
ریبوزومونه د اسمبلۍ ماشینونو په څیر عمل کوي - دوی د mRNA ټیمپلیټ اخلي او د RNA نورو کوچنیو ټوټو سره سمون لري، (tRNA). هر tRNA دوه فعالې سیمې لري - د دریو اډو یوه برخه چې ویل کیږي ، کوم چې باید د mRNA اړونده کوډونو سره سمون ولري ، او د دې لپاره ځانګړي امینو اسید پابند کولو لپاره سایټ . د ژباړې په جریان کې، په ریبوزوم کې د tRNA مالیکولونه په تصادفي ډول هڅه کوي چې د انټي کوډونونو په کارولو سره mRNA سره وصل شي. که بریالی وي، د tRNA مالیکول خپل امینو اسید پخواني سره نښلوي، د امینو اسیدونو په سلسله کې راتلونکی لینک د mRNA لخوا کوډ شوي.
د امینو اسیدونو دا سلسله د پروټین ساختماني درجه بندي لومړۍ درجه ده، له همدې امله ورته ویل کیږي. . د پروټین ټول درې اړخیز جوړښت او د هغې دندې په مستقیم ډول د لومړني جوړښت څخه اخیستل کیږي، او د هر امینو اسیدونو مختلف ملکیتونو او یو بل سره د دوی تعامل پورې اړه لري. د دې کیمیاوي ملکیتونو او امینو اسید تعاملاتو پرته ، دوی به پرته له درې اړخیز جوړښت څخه خطي سلسلې پاتې شي. دا هرکله چې تاسو خواړه پخوي لیدل کیدی شي - پدې پروسه کې حرارتي شتون لري د پروټین درې اړخیز جوړښت.
د پروټین برخو اوږد واټن بانډونه
د درې اړخیز جوړښت راتلونکی سطح، له لومړني څخه هاخوا، یو هوښیار نوم ورکړل شو . پدې کې د نسبتا نږدې عمل امینو اسیدونو ترمینځ هایدروجن بانډونه شامل دي. د دې ثبات لرونکي تعاملاتو اصلي جوهر دوه شیانو ته راځي: и . د الفا هیلکس د پولیپټایډ کلک شوی سیمه جوړوي، پداسې حال کې چې د بیټا شیټ نرم، پراخه سیمه جوړوي. دواړه جوړښتونه دواړه ساختماني او فعال ملکیتونه لري، د دوی د امینو اسیدونو د جوړښت ځانګړتیاو پورې اړه لري. د مثال په توګه، که الفا هیلکس په عمده توګه د هایدروفیلیک امینو اسیدونو څخه جوړ وي، لکه او یا ، بیا به دا ډیر احتمال د اوبو په عکس العمل کې برخه واخلي.
په پروټینونو کې الفا هیلیس او بیټا شیټونه. د هایدروجن بانډونه د پروټین بیان په جریان کې رامینځته کیږي.
دا دوه جوړښتونه او د دوی ترکیب د پروټین جوړښت راتلونکی سطح جوړوي - . د ثانوي جوړښت د ساده برخو برعکس، دریمه درجه جوړښت په عمده توګه د هایدروفوبیکیت لخوا اغیزمن کیږي. د ډیری پروټینونو مرکزونه په لوړه کچه هایدروفوبیک امینو اسیدونه لري، لکه او یا ، او اوبه د رادیکالونو د "تینې" طبیعت له امله له دې ځایه ایستل شوي. دا جوړښتونه اکثرا په ټرانس میمبرین پروټینونو کې ښکاري چې د لیپید بیلیر جھلی شاوخوا حجرو کې ځای په ځای شوي. د پروټین هایدروفوبیک سیمې د غشا په غوړ برخه کې د تودوخې له پلوه مستحکم پاتې کیږي، پداسې حال کې چې د پروټین هایدروفوبیک سیمې دواړه خواوو ته د اوبو چاپیریال سره مخ کیږي.
همدارنګه، د دریمې درجې جوړښتونو ثبات د امینو اسیدونو تر مینځ د اوږد واټن بانډونو لخوا تضمین کیږي. د دې ډول اړیکو کلاسیک مثال دی ، ډیری وختونه د دوه سیستین رادیکالونو ترمینځ واقع کیږي. که تاسو د پیرودونکي په ویښتو کې د پرم پروسې په جریان کې د ویښتو په سالون کې د خرابې هګۍ په څیر یو څه بوی کړئ ، نو دا په ویښتو کې د کیراټین دریم جوړښت جزوي تخریب و ، کوم چې د ویښتو سره د ډیسلفایډ بانډونو کمولو له لارې رامینځته کیږي. د سلفر لرونکی مرسته مرکبات
دریمه درجه جوړښت د اوږدمهاله تعاملاتو لکه د هایدروفوبیکیت یا ډیسلفایډ بانډونو لخوا ثبات کیږي
د ډیسلفایډ بانډونو ترمینځ واقع کیدی شي په ورته پولیپټایډ زنځیر کې رادیکالونه ، یا د مختلف بشپړ زنځیرونو څخه د سیستینونو ترمینځ. د مختلفو زنځیرونو ترمنځ تعاملات د پروټین جوړښت کچه. د څلور اړخیز جوړښت یوه غوره بیلګه ده دا ستاسو په وینه کې دی. د هیموګلوبین هر مالیکول څلور ورته ګلوبینونه، د پروټین برخې لري، چې هر یو یې د پولیپټایډ په دننه کې د ډیسلفایډ پلونو په واسطه په یو ځانګړي موقعیت کې ساتل کیږي، او همدارنګه د هیم مالیکول سره تړاو لري چې اوسپنه لري. ټول څلور ګلوبینونه د انټرمالیکولر ډیسلفایډ پلونو په واسطه تړل شوي، او ټول مالیکول په یو وخت کې د څو هوایی مالیکولونو سره تړل کیږي، تر څلورو پورې، او د اړتیا په صورت کې د خوشې کولو توان لري.
د ناروغۍ لپاره د درملنې په لټه کې جوړښتونه ماډل کول
د پولیپټایډ زنځیرونه د ژباړې په جریان کې خپل وروستي شکل ته اړول پیل کوي ، ځکه چې وده کونکي زنځیر د ریبوزوم څخه بهر کیږي ، لکه د حافظې الماس تار یوه ټوټه د تودوخې پرمهال پیچلي شکلونه اخلي. په هرصورت، لکه څنګه چې تل په بیولوژي کې، شیان دومره ساده ندي.
په ډیری حجرو کې، نقل شوي جینونه د ژباړې دمخه د پراخ ترمیم څخه تیریږي، د جین د خالص اساس ترتیب په پرتله د پروټین بنسټیز جوړښت کې د پام وړ بدلون راولي. په دې حالت کې، د ژباړې میکانیزمونه اکثرا د مالیکولر چپرونونو، پروټینونو په مرسته لیست کوي چې په لنډمهاله توګه د نوي پولیپپټایډ سلسلې سره تړل کیږي او د هر منځني شکل د اخیستلو مخه نیسي، له دې څخه وروسته دوی نه شي کولی وروستي شکل ته لاړ شي.
دا ټول د دې لپاره دي چې د پروټین د وروستي شکل وړاندوینه کوم کوچني کار نه دی. د لسیزو لپاره، د پروټینونو جوړښت مطالعه کولو یوازینۍ لار د فزیکي میتودونو لکه ایکس رې کریسټالګرافي له لارې وه. دا د 1960 لسیزې په وروستیو کې نه و چې بایو فزیک کیمیا پوهانو د پروټین فولډ کمپیوټري ماډلونه رامینځته کول پیل کړل، په ابتدايي توګه د ثانوي جوړښت ماډلینګ باندې تمرکز کوي. دا میتودونه او د دوی اولادونه د لومړني جوړښت سربیره د ډیرو معلوماتو ډیټا ته اړتیا لري - د بیلګې په توګه، د امینو اسید بانډ زاویو جدولونه، د هایدروفوبیکیت لیست، چارج شوي حالتونه، او حتی د جوړښت او فعالیت ساتنه د ارتقايي وختونو په اوږدو کې - ټول د دې لپاره چې اټکل وکړئ چې د وروستي پروټین په څیر به څه پیښ شي.
د ثانوي جوړښت وړاندوینې لپاره د نن ورځې کمپیوټري میتودونه ، لکه هغه چې په فولډینګ @ کور شبکه کې روان دي ، د 80٪ دقت سره کار کوي — کوم چې د ستونزې پیچلتیا په پام کې نیولو سره خورا ښه دی. د پروټینونو په اړه د وړاندوینې ماډلونو لخوا رامینځته شوي معلومات لکه SARS-CoV-2 سپیک پروټین به د ویروس فزیکي مطالعاتو ډیټا سره پرتله شي. د پایلې په توګه ، دا به ممکنه وي چې د پروټین دقیق جوړښت ترلاسه کړئ او شاید پوه شئ چې ویروس څنګه ریسیپټرو سره نښلوي. یو څوک چې د تنفسي جریان کې موقعیت لري بدن ته ځي. که موږ دا جوړښت معلوم کړو، موږ به وکولی شو هغه درمل ومومئ چې د بندیدو مخه نیسي او د انفیکشن مخه نیسي.
د پروټین فولډینګ څیړنه د ډیری ناروغیو او انتاناتو په اړه زموږ د پوهیدو په زړه کې ده چې حتی کله چې موږ د فولډینګ @ کور شبکه کاروو ترڅو معلومه کړو چې څنګه کوویډ-19 ته ماتې ورکړو ، کوم چې موږ په دې وروستیو کې د ودې په جریان کې چاودنه لیدلې ، نو شبکه به بریالۍ شي. د اوږدې مودې لپاره بې کاره نه اوسئ. دا د څیړنې وسیله ده چې د پروټین نمونو مطالعې لپاره مناسبه ده چې د لسګونو پروټین غلط فولډینګ ناروغیو لاندې راولي، لکه د الزایمر ناروغي یا د کریټزفیلډټ-جاکوب ناروغي چې ډیری وختونه په غلط ډول د لیوني غوا ناروغي بلل کیږي. او کله چې یو بل ویروس په لازمي ډول څرګند شي ، موږ به چمتو یو چې بیا ورسره مبارزه پیل کړو.
سرچینه: www.habr.com