Ένα υποθετικό δαιμονικό σωματίδιο έχει πραγματικά βρεθεί — κρυμμένο στα κύτταρά μας

Μια ομάδα επιστημόνων ανακάλυψε έναν κυτταρικό μηχανισμό με συμπεριφορά παρόμοια με αυτή του υποθετικού σωματιδίου «Maxwell’s Demon».

Είμαστε στον καιρό για να ανακαλύψουμε δαιμονικά σωματίδια.

Τον περασμένο μήνα, ανακοινώθηκε η ανακάλυψη του «Δαίμονα του Πεύκου», ενός παράξενου σωματιδίου που θα μπορούσε να ξεκλειδώσει ένα Ιερό Δισκοπότηρο της Φυσικής.

Τώρα, σε μια καινοτόμο μελέτη, ερευνητές από την École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), στην Ελβετία, εντόπισαν έναν κυτταρικό μηχανισμό που συμπεριφέρεται σαν τον υποθετικό «δαίμονα» που συνέλαβε ο φυσικός James Clerk Maxwell το 1867.

Ο «Δαίμονας του Μάξγουελ», ένα θεωρητικό πείραμα στο πεδίο της θερμοδυναμικής, υπέθεσε την ύπαρξη μια έξυπνη οντότητα ικανό να ταξινομεί μόρια με βάση τα ενεργειακά τους επίπεδα, αψηφώντας προφανώς τους νόμους της θερμοδυναμικής.

Η νέα μελέτη μας επέτρεψε να συμπεράνουμε ότι ορισμένες πρωτεΐνες, γνωστές ως μεταφορείς «ATP-Binding Cassette». (ABC), που υπάρχουν στις κυτταρικές μεμβράνες, έχουν τη δυνατότητα παραγγελίας υποστρωμάτωνπαρόμοια με τη θεωρητική συμπεριφορά του «Maxwell’s Demon».

Αυτοί οι μεταφορείς υπάρχουν εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια και είναι κοινά σε όλους σχεδόν τους ζωντανούς οργανισμούς. Σε αντίθεση με το “Maxwell’s Demon”, που φαινόταν να παράγει ενέργεια από τον αέρα, οι μεταφορείς ABC συμμορφώνονται με τους φυσικούς νόμους της θερμοδυναμικής.

«Δείξαμε ότι το ABC Είναι αληθινοί δαίμονες του Μάξγουελ. Η μέτρηση, η ανάδραση και τα βήματα επαναφοράς των δαιμόνων του Maxwell, η ανάγκη για ενέργεια και μια περιγραφή από την άποψη της θερμοδυναμικής πληροφοριών είναι όλα αναδυόμενα χαρακτηριστικά του μοντέλου», εξήγησε. Πάολο Ντε Λος Ρίοςδιευθυντής του Εργαστηρίου Στατιστικής Βιοφυσικής στο EPFL, που αναφέρεται από το Science Alert.

Το αρχικό θεωρητικό πείραμα του Maxwell περιλάμβανε έναν «δαίμονα» που έλεγχε τη ροή των μορίων μεταξύ δύο δοχείων, δημιουργώντας ενεργειακές διαφορές.

Αν και αργότερα διαπιστώθηκε ότι οι νόμοι της θερμοδυναμικής αποτρέψτε την παραγωγή ενέργειας από το τίποταοι ερευνητές ανακάλυψαν τώρα ότι το ABC λειτουργούν αποτελεσματικά ως δαίμονες του Μάξγουελ στο κυτταρικό πλαίσιο — χρησιμοποιώντας ενέργεια από μόρια ATP (τριφωσφορική αδενοσίνη) για τη ρύθμιση της ροής των μορίων στις κυτταρικές μεμβράνες.

Η μελέτη, η οποία παρουσιάστηκε σε άρθρο που δημοσιεύτηκε τον περασμένο μήνα στο Φυσική Επικοινωνιώνόχι μόνο επισκέπτεται ξανά ένα από τα πιο διάσημα πειράματα σκέψης στην ιστορία της φυσικής, αλλά παρέχει επίσης πολύτιμες γνώσεις για τις κυτταρικές διαδικασίες που ρυθμίζει τις μοριακές συγκεντρώσεις.

«Αυτή η προσέγγιση χρησιμεύει ως ένα χρήσιμο εννοιολογικό πλαίσιο για την κατανόηση της πολυπλοκότητας των βιοχημικών μηχανισμών αυτών των συστημάτων», καταλήγουν οι συγγραφείς της μελέτης.

Rating
( No ratings yet )
Loading...
Χρήσιμες συμβουλές