Faafida COVID-19 ee hadda jirta waxay abuurtay dhibaatooyin badan oo ay haakarisku ku farxeen inay weeraraan. Laga soo bilaabo gaashaanka wejiga ee daabacan ee 3D iyo maaskaro-caafimaad oo guri lagu sameeyay si loo beddelo hawo-mareen buuxa oo makaanik ah, qulqulka fikraduhu wuxuu ahaa mid dhiirri-gelin iyo diirrimaad leh. Isla mar ahaantaana, waxaa jiray isku dayo ah in lagu hormariyo meel kale: cilmi baaris loogu talagalay la dagaallanka fayraska laftiisa.
Sida muuqata, awoodda ugu weyn ee lagu joojin karo masiibada hadda jirta lagana dhaafi karo dhammaan kuwa ku xiga waxay ku jirtaa hab isku dayaya in lagu gaaro asalka dhibaatada. Habkan “ogow cadawgaaga” waxa qaatay mashruuca kombuyuutarada ee Folding@Home. Malaayiin dad ah ayaa iska diiwaan galiyay mashruuca waxayna ku deeqayaan qaar ka mid ah awooda farsamaynta ee soosaarayaashooda iyo GPU-yada, sidaas darteed waxay abuureen kombuyuutarkii ugu weynaa [la qaybiyey] taariikhda.
Laakiin maxaa dhab ahaan loo isticmaalaa dhammaan exaflops-yadan? Waa maxay sababta loogu baahan yahay in lagu tuuro awoodda xisaabinta ee noocaas ah ? Waa maxay nooca biochemistry ee halkan ka shaqeeya, maxay borotiinada ugu baahan yihiin inay lamaanaan gabi ahaanba? Halkan waxaa ah dulmar degdeg ah oo ku saabsan laalaabida borotiinka: waxa uu yahay, sida uu u dhaco, iyo sababta ay muhiim u tahay.
Marka hore, waxa ugu muhiimsan: waa maxay sababta borotiinnada loogu baahan yahay?
Borotiinadu waa dhismayaal muhim ah. Kaliya maaha inay bixiyaan walxaha dhismaha unugyada, laakiin sidoo kale waxay u adeegaan kicinta enzym ee ku dhawaad dhammaan falcelinta biochemical. Dabagaalayaal, ha noqdeen ama , waa silsilado dhaadheer , oo ku yaal taxane gaar ah. Hawlaha borotiinnada waxaa lagu go'aamiyaa asiidhyada amino-ku ay ku yaalaan meelo gaar ah borotiinka. Haddii, tusaale ahaan, borotiinku u baahan yahay inuu ku xidho unugyadu si togan loo dallacay, goobta xidhitaanka waa in lagu buuxiyaa asiidhyada amino acids-ka oo si xun u dallacay.
Si loo fahmo sida borotiinada u helaan qaab-dhismeedka go'aaminaya shaqadooda, waxaan u baahanahay inaan ka gudubno aasaaska bayoolajiga molecular iyo socodka macluumaadka unugga.
Wax soo saar, ama borotiinku wuxuu ku bilaabmaa habka . Inta lagu guda jiro qoraalka, DNA-da helix labanlaaban, oo ka kooban macluumaadka hidde-socodka unugga, qayb ahaan dabaysha, taas oo u oggolaanaysa saldhigyada nitrogen ee DNA-da inay diyaar u noqdaan enzyme loo yaqaan. . Shaqada RNA polymerase waa in la sameeyo nuqul RNA ah, ama nuqul, hiddo-wadaha. Nuqul ka mid ah hidda-wadaha la yiraahdo (mRNA), waa hal unug oo ku habboon xakameynta warshadaha borotiinka unugyada, kuwaas oo ku hawlan wax soo saarka, ama borotiinno.
Ribosomes waxay u dhaqmaan sida mashiinnada isu-ururinta - waxay qaataan jaantuska mRNA waxayna la mid yihiin qaybo yaryar oo kale oo RNA ah, (tRNA). tRNA kasta waxa uu leeyahay laba gobol oo firfircoon - qayb ka mid ah saddex saldhig oo loo yaqaan , Kaas oo ay tahay inuu u dhigmo codons u dhigma ee mRNA, iyo goobta lagu xidho amino acid gaar ah tan . Inta lagu jiro tarjumaada, molecules tRNA ee ku jira ribosome waxay si aan kala sooc lahayn isugu dayaan inay ku xidhaan mRNA iyagoo isticmaalaya anticodons. Haddii lagu guuleysto, molecule tRNA wuxuu ku dhejiyaa asiidhkiisa amino kii hore, isaga oo ka dhigaya isku xirka xiga ee silsiladda amino acids ee ay ku dhejisay mRNA.
Tixdan amino acids waa heerka ugu horeeya ee nidaamka qaab dhismeedka borotiinka, waana sababta loogu yeero. . Dhammaan qaab-dhismeedka saddex-geesoodka ah ee borotiinka iyo hawlihiisa waxay si toos ah uga soo jeedaan qaab-dhismeedka aasaasiga ah, waxayna ku xiran yihiin sifooyinka kala duwan ee mid kasta oo ka mid ah amino acids iyo isdhexgalka midba midka kale. La'aanteed waxyaalahan kiimikada ah iyo isdhexgalka amino acid, waxay ahaanayaan taxane toosan oo aan lahayn qaab dhismeed saddex geesood ah. Tan waxaa la arki karaa mar kasta oo aad cunto kariso - habkan waxaa jira kulayl qaab-dhismeedka saddex-geesoodka ah ee borotiinnada.
Xirmooyinka fog-dheer ee qaybaha borotiinka
Heerka ku xiga ee qaab-dhismeedka saddex-geesoodka ah, oo ka baxsan kan aasaasiga ah, ayaa loo bixiyay magac xariif ah . Waxaa ka mid ah curaarta hydrogen ee ka dhexeeya asiidhyada amino-ka ee ficilka dhow. Nuxurka ugu muhiimsan ee isdhexgalkan xasilinta ayaa hoos ugu soo dhacaya laba shay: и . Helix alfa waxa ay samaysaa gobolka si adag u duuban ee polypeptide, halka xaashida beta ay ka dhigayso siman, gobol balaadhan. Labada noocba waxay leeyihiin sifooyin dhisme iyo shaqo labadaba, taas oo ku xidhan sifooyinka amino acids-ka ka kooban yahay. Tusaale ahaan, haddii alfa helix ka kooban yahay inta badan hydrophilic amino acids, sida ama , ka dibna waxay u badan tahay inay ka qayb qaadan doonto falcelinta biyaha.
Alpha helices iyo xaashida beta ee borotiinnada. Xidhiidhada hydrogen waxa ay samaysmaan inta lagu jiro muujinta borotiinka.
Labadan qaab-dhismeed iyo isku-darkoodu waxay sameeyaan heerka xiga ee qaab-dhismeedka borotiinka - . Si ka duwan jajabyada fudud ee qaab-dhismeedka sare, qaab-dhismeedka jaamacadda waxaa inta badan saameeya hydrophobicity. Xarumaha borotiinada intooda badan waxaa ku jira asiidhyada amino acids oo aad u sarreeya, sida ama , iyo biyaha meeshaas waa laga saaray sababtoo ah "dufan" dabeecadda xagjirka ah. Qaab-dhismeedyadani waxay inta badan ka muuqdaan borotiinada transmembrane ee ku dhex jira xuubka bilayer dufan ee ku wareegsan unugyada. Gobollada hydrophobic ee borotiinada ayaa weli ah kuwo deggan oo deggan gudaha qaybta dufanka leh ee xuubka, halka gobollada hydrophilic ee borotiinku ay u soo baxaan deegaanka biyaha leh ee labada dhinacba.
Sidoo kale, xasiloonida qaab dhismeedka jaamacadeed waxaa lagu hubiyaa xidhidhka fog ee u dhexeeya asiidhyada amino. Tusaalaha caadiga ah ee isku xirka noocaas ah waa , inta badan waxay ka dhacdaa inta u dhaxaysa laba cysteine radicals. Haddii aad u urisay wax yar sida ukunta qudhuntay ee salon timaha inta lagu jiro nidaamka perm ee timaha macmiilka, ka dibna tani waxay ahayd qayb ka mid ah denaturation qaab dhismeedka jaamacadda ee keratin ee ku jira timaha, taas oo ku dhacda iyada oo loo marayo dhimista curaarta disulfide la Caawinta baaruudku ka kooban yahay isku darka.
Qaab dhismeedka jaamacadeed waxaa lagu xasiliyaa isdhexgalka fogaanta sida hydrophobicity ama curaarta disulfide
Xirmooyinka Disulfide waxay ku dhici karaan inta u dhaxaysa radicals in silsilad polypeptide la mid ah, ama inta u dhaxaysa cysteines ka silsilado dhamaystiran oo kala duwan. Isdhexgalka u dhexeeya silsilado kala duwan ayaa sameysma heerka qaabdhismeedka borotiinka. Tusaalaha ugu wanaagsan ee qaab-dhismeedka quaternary waa waxay ku jirtaa dhiigaaga. Unug kasta oo haemoglobin ah wuxuu ka kooban yahay afar globins oo isku mid ah, qaybo borotiin ah, mid kasta oo ka mid ah waxaa lagu hayaa meel gaar ah oo ku dhex jirta polypeptide by buundooyinka disulfide, sidoo kale waxay la xiriirtaa molecule heme ka kooban birta. Dhammaan afarta globins waxay ku xiran yihiin buundooyinka disulfide intermolecular, iyo dhammaan molecule-ku waxay isku xiraan dhowr unugyo hawo hal mar, ilaa afar, waxayna awoodaan inay sii daayaan iyaga haddii loo baahdo.
Qaab-dhismeedka qaab-dhismeedka raadinta daaweynta cudurrada
Silsilada polypeptide waxay bilaabaan inay isku laabmaan qaabkoodii ugu dambeeyay inta lagu jiro tarjumaadda, maadaama silsiladda sii kordheysa ay ka baxdo ribosome-ka, sida qayb ka mid ah silig-daawaynta xusuusta waxay qaadan kartaa qaabab adag marka la kululeeyo. Si kastaba ha ahaatee, sida had iyo jeer ee bayoolajiga, arrimuhu sidaas uma fududa.
Unugyo badan, hiddo-wadaha la qoray ayaa lagu sameeyaa tafatir ballaaran ka hor tarjumaada, taasoo si weyn u beddelaysa qaab-dhismeedka aasaasiga ah ee borotiinka marka la barbar dhigo taxanaha saldhigga saafiga ah ee hidda-wadaha. Xaaladdan oo kale, hababka tarjumaadda waxay inta badan dalbadaan caawinta chaperones molecular, borotiinno si ku meel gaar ah ugu xira silsiladda polypeptide ee curdunka ah oo ka hortagaya inay qaadato nooc kasta oo dhexdhexaad ah, kaas oo aan markaa awoodin inay u gudbaan midka ugu dambeeya.
Tani waa in la yiraahdo saadaalinta qaabka ugu dambeeya ee borotiinku maaha hawl yar. Muddo tobanaan sano ah, habka kaliya ee lagu baran karo qaab-dhismeedka borotiinka waxay ahayd iyada oo loo marayo hababka jireed sida crystallography X-ray. Ma ahayn ilaa dabayaaqadii 1960-meeyadii in kimistaha biophysical ay bilaabeen in ay dhisaan moodooyinka xisaabinta ee borotiinka isku laabma, iyaga oo inta badan xooga saaraya qaabaynta qaabdhismeedka sare. Hababkan iyo farcankoodu waxay u baahan yihiin xog aad u tiro badan marka lagu daro qaabka aasaasiga ah - tusaale ahaan, miisaska xaglaha amino acid bond, liisaska hydrophobicity, dawladaha la soo oogay, iyo xitaa ilaalinta qaab dhismeedka iyo shaqada waqtiyada horumarka - dhammaan si loo sameeyo qiyaas waxa dhici doona u ekaado borotiinka u dambeeya.
Hababka xisaabinta ee maanta ee saadaasha qaabdhismeedka sare, sida kuwa ku shaqeeya shabakada Lalaabida @ Guriga, waxay la shaqeeyaan qiyaastii 80% saxsanaanta - taas oo aad u wanaagsan marka loo eego kakanaanta dhibaatada. Xogta ay soo saareen moodooyinka saadaasha ee borotiinnada sida SARS-CoV-2 borotiinka sare ee borotiinka ayaa la barbar dhigi doonaa xogta daraasadaha jireed ee fayraska. Natiijo ahaan, waxaa suurtagal noqon doonta in la helo qaabka saxda ah ee borotiinka iyo, laga yaabee, in la fahmo sida fayrasku ugu dhego qaboojiyeyaasha. qof ku yaala mareenka neef-mareenka ee soo gala jidhka. Haddii aan ogaan karno qaabkan, waxaa laga yaabaa inaan awoodno inaan helno dawooyin xannibaya xidhitaanka kana hortagaya caabuqa.
Cilmi-baarista isku-laabashada borotiinka ayaa udub dhexaad u ah fahamkayaga cudurro badan iyo caabuqyo kuwaas oo xitaa marka aan isticmaalno shabakadda Folding@Home si aan u ogaanno sida looga adkaado COVID-19, kaas oo aan aragnay inuu ku qarxay koritaanka beryahan, shabakadu way guuleysatay ' muddo dheer shaqo la'aan ha ahaato. Waa aalad cilmi-baaris oo ku habboon barashada qaababka borotiinka ee hoosta ka xariiqay daraasiin cudurro khaldan oo borotiinno ah, sida cudurka Alzheimers ama cudurka Creutzfeldt-Jakob ee kala duwan, oo badanaa si khaldan loogu yeero cudurka lo'da waalan. Oo marka fayras kale si lama huraan ah u soo baxo, waxaan diyaar u noqon doonaa inaan mar kale bilowno la dagaalanka.
Source: www.habr.com