Τα δόντια της πεταλίδας το ισχυρότερο βιολογικό υλικό στη Γη

Τα δόντια της κοινής πεταλίδας των θαλασσών αποκτούν πλέον τον τίτλο του πιο δυνατού βιολογικού υλικού που είναι μέχρι στιγμής γνωστό στον άνθρωπο, εκθρονίζοντας πλέον τον μεταξένιο ιστό της αράχνης από το βάθρο του.

Οι πεταλίδες διαθέτουν στη γλώσσα τους μικροσκοπικά δόντια μήκους μικρότερου του ενός χιλιοστού, με τα οποία αποσπούν τροφή από τα βράχια ή ανοίγουν ρωγμές μέσα στις οποίες χώνονται. Τα δόντια αποτελούνται από ένα μίγμα μετάλλων και πρωτεΐνης, το οποίο Βρετανοί επιστήμονες δοκίμασαν στο εργαστήριο και βρήκαν ότι είναι τρομερά ισχυρό, σχεδόν τόσο δυνατό, όσο τα πιο ισχυρά υλικά που έχει φτιάξει ο άνθρωπος.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον δρ. Άζα Μπάρμπερ της Σχολής Μηχανικής του Πανεπιστημίου του Πόρτσμουθ αναφέρουν ότι η μελέτη του μυστικού της πεταλίδας μπορεί να βοηθήσει μελλοντικά στο να βελτιωθούν περαιτέρω - να γίνουν πιο ελαφρά και ανθεκτικά- διάφορα τεχνητά συνθετικά υλικά που χρησιμοποιούνται στα αεροπλάνα, στα πλοία και στα αυτοκίνητα, καθώς και στα σφραγίσματα των δοντιών.

«Η βιολογία, αποτελεί μεγάλη πηγή έμπνευσης για έναν μηχανικό. Αυτά τα δόντια (πεταλίδας) είναι φτιαγμένα από πολύ μικρές ίνες, διατεταγμένες με ένα συγκεκριμένο τρόπο. Πρέπει να δημιουργήσουμε δικές μας υλικές δομές ακολουθώντας τις ίδιες σχεδιαστικές αρχές», δήλωσε ο Άζα Μπάρμπερ. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Interface»

Τα πειράματα

Τα εργαστηριακά πειράματα έδειξαν πως τα δόντια πεταλίδας είναι έως πέντε φορές πιο δυνατά από το μετάξι της αράχνης (υπάρχουν διάφορα είδη μεταξιού με διαφορετική αντοχή), θέτοντας έτσι ένα νέο ρεκόρ δύναμης υλικού στο πεδίο της βιολογίας. Το δόντι πεταλίδας αντέχει σε πίεση περίπου πέντε γιγαπασκάλ (GΡa), όσο η πίεση που απαιτείται για να μετατραπεί ο άνθρακας σε διαμάντι στο υπέδαφος της Γης. Συγκριτικά, το πιο δυνατό μετάξι φθάνει τα τέσσερα γιγαπασκάλ (το κοινό μετάξι έχει μόνο 1,3 GPa), το μπαμπού το ένα γιγαπασκάλ, ενώ τα ανθρώπινα οστά και δόντια έχουν μόνο 0,7 και 0,5 GΡa αντίστοιχα.

Σε σχέση με τα ανθρωπογενή υλικά, τα δόντια πεταλίδας, που έχουν ως βασικό υλικό τον γκετίτη (goethite, ένα ορυκτό που περιέχει σίδηρο), είναι πιο γερά από τις ίνες Κέβλαρ από τις οποίες φτιάχνονται τα αλεξίσφαιρα γιλέκα και κράνη και σχεδόν τόσο γερά όσο τα καλύτερα ανθρακονήματα που χρησιμοποιούνται στην αεροδιαστημική.

Η πεταλίδα είναι γαστερόποδο μαλάκιο, με πιο γνωστό είδος το εδώδιμο Patella cerulea, που ζει και στις ελληνικές ακτές. Το όστρακό της έχει σχήμα κώνου, με ακτινωτές προεξοχές στην εξωτερική επιφάνειά του και δόντια στην περιφέρειά του. Οι πεταλίδες ουσιαστικά είναι θαλάσσια σαλιγκάρια, που ζουν στα ρηχά. Προσκολλώνται στους βράχους, όπως τα μύδια και τα στρείδια, και για να προστατευθούν από την ξηρασία στη διάρκεια της αμπώτιδας, σκάβουν ένα μικρό κοίλωμα στα βράχια. Όταν γίνεται πλημμυρίδα, έρπουν και πάλι στην αρχική θέση τους.

Πηγή : Βήμα Science

Μετά το γραφένιο, ο ξάδελφός του το πυριτένιο

Το πυριτένιο είναι φύλλα πυριτίου με πάχος ενός ατόμου

 (Πηγή: Li Tao et al. / Nature Nanotechnology)  

Διεθνής ομάδα ερευνητών παρουσιάζει το πρώτο τρανζίστορ από πυριτένιο, μια μορφή πυριτίου που παίρνει τη μορφή φύλλων με πάχος ενός μόλις ατόμου. Το υποσχόμενο νέο υλικό, το οποίο δημιουργήθηκε για πρώτη φορά στο εργαστήριο το 2009, θα μπορούσε να αντικαταστήσει το συμβατικό πυρίτιο στους ηλεκτρονικούς υπολογιστές.

Το πυριτένιο είναι μέλος μιας νέας κατηγορίας δισδιάστατων υλικών, από τα οποία το διασημότερο είναι αναμφίβολα το γραφένιο, μια παραλλαγή του γραφίτη αποτελούμενη από μονοατομικά φύλλα άνθρακα.

Το γραφένιο είναι το ανθεκτικότερο υλικό που γνωρίζει ο άνθρωπος. Είναι επίσης ο καλύτερος αγωγός του ηλεκτρισμού, και πολλοί πιστεύουν ότι θα αντικαταστήσει τελικά το πυρίτιο στα ηλεκτρονικά κυκλώματα.

Η αξιοποίησή του συναντά ωστόσο εμπόδια. Σε αντίθεση με το πυρίτιο, το γραφένιο δεν διαθέτει το λεγόμενο ενεργειακό διάκενο -ένα ενεργειακό εμπόδιο το οποίο πρέπει να υπερβούν τα ηλεκτρόνια για να δημιουργήσουν ηλεκτρικό ρεύμα. Επιπλέον, η χρήση του θα απαιτούσε εκτεταμένες αλλαγές στα εργοστάσια της βιομηχανίας ημιαγωγών.

Το πυριτένιο θα μπορούσε να δώσει λύσει, πιστεύουν οι ερευνητές που παρουσιάζουν το πρωτοποριακό τρανζίστορ στην επιθεώρηση "Nature Nanotechnology".

Το βασικό εμπόδιο που έπρεπε να ξεπεράσουν οι ερευνητές, είναι η ευαισθησία του πυριτένιου στον αέρα -η συσκευή που δημιούργησαν άντεξε για μόλις δύο λεπτά.

Σε πρώτη φάση, η ερευνητική ομάδα στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Όστιν και στο ιταλικό Ινστιτούτο Μικροηλεκτρονικής και Μικροσυστημάτων δημιούργησε πυριτένιο αφήνοντας ατμό πυριτίου να επικαθίσει σε ένα λεπτό φύλλο αργύρου μέσα σε θάλαμο κενού. Τα φύλλα πυριτένιου καλύφθηκαν στη συνέχεια με ένα στρώμα αλουμίνας και τοποθετήθηκαν σε μια βάση από οξειδωμένο πυρίτιο. Το τελικό βήμα της διαδικασίας ήταν η προσεκτική αφαίρεση ενός μέρους του αργύρου έτσι ώστε να μείνει εκτεθειμένη μια λωρίδα από πυριτένιο.

Στα δύο λεπτά που λειτούργησε η συσκευή μέχρι το πυριτένιο να διαλυθεί από τον αέρα, οι ερευνητές πρόλαβαν να μετρήσουν τις ιδιότητές του. Επιβεβαίωσαν ότι το νέο υλικό δεν είναι τόσο καλός αγωγός του ηλεκτρισμού όσο το γραφένιο, διαθέτει όμως το απαραίτητο ενεργειακό διάκενο.

Το μέλλον να δείξει αν είναι δυνατή η κάλυψη του πυριτένιου με άλλα υλικά προκειμένου να λειτουργεί προστατευμένο από την ατμόσφαιρα.
Η ίδια πειραματική προσέγγιση θα μπορούσε πάντως να εφαρμοστεί και σε ένα άλλο υλικό που διαλύεται στον αέρα, μια δισδιάστατη μορφή του γερμανίου που ονομάζεται γερμανένιο.

Το μειονέκτημα του γερμανενίου είναι ότι η παραγωγή του αυτή τη στιγμή κυμαίνεται σε πολύ χαμηλά επίπεδα.

Πηγή : in.gr

Το προϊστορικό "Μεγάλο Θανατικό"

Όξινη βροχή που θα έτσουζε σαν ξίδι δεν αποκλείεται να έπαιξε ρόλο στο λεγόμενο Μεγάλο Θανατικό πριν από περίπου 250 εκατ. χρόνια, το χειρότερο κύμα μαζικής εξαφάνισης ειδών που έζησε ποτέ ο πλανήτης.

Μέχρι σήμερα παραμένει άγνωστο τι ακριβώς προκάλεσε τη μαζική εξαφάνιση στα τέλη της Πέρμιας περιόδου, όταν χάθηκε το 90% των οργανισμών της Γης. Άλλοι πιστεύουν ότι ήταν αποτέλεσμα πρόσκρουσης αστεροειδή, άλλοι υποψιάζονται μαζική απελευθέρωση αέριου μεθανίου από τους ωκεανούς.

Ένα από τα επικρατέστερα σενάρια είναι ότι οι εξαφανίσεις προκλήθηκαν από ηφαιστειακές εκρήξεις στην περιοχή της σημερινής Σιβηρίας, οι οποίες προκάλεσαν δραματική αλλαγή του κλίματος.
Σύμφωνα με τη νέα μελέτη, οι εκρήξεις αυτές ίσως προκάλεσαν όξινες βροχές σε όλο τον κόσμο. «Για πρώτη φορά, μπορούμε να πούμε ότι τα εδάφη εκείνης της εποχής είχαν οξύτητα συγκρίσιμη με του ξιδιού» λέει ο Μαρκ Σέφτον του Imperial College στο Λονδίνο, επικεφαλής της μελέτης που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση Geology.
Προκειμένου να εξηγήσουν αυτήν την ανωμαλία, η ερευνητική ομάδα άντλησε έμπνευση από τη γαλακτοβιομηχανία. Για να διατηρήσουν το άρωμα σε γαλακτοκομικά προϊόντα που περιέχουν βανίλια, οι παραγωγοί αυξάνουν την οξύτητα του γάλακτος, οπότε τα ένζυμα που διασπούν τη βανιλίνη εξουδετερώνεται.
Πετρώματα με γεύση βανίλια

Η έρευνα βασίστηκε σε αναλύσεις πετρωμάτων που χρονολογούνται στα τέλη της Περμίου, όταν όλες οι ήπειροι της Γης ήταν ενωμένες στην υπερήπειρο της Παγγαίας. 

Τα ιζηματογενή αυτά πετρώματα, τα οποία βρέθηκαν στη βόρεια Ιταλία, περιείχαν περιέχουν ασυνήθιστα υψηλές συγκεντρώσεις της ουσίας βανιλίνη, η οποία δίνει στη βανίλια το χαρακτηριστικό άρωμά της.

Μικρές ποσότητες βανιλίνης παράγονται από δέντρα και άλλα φυτά, διασπώνται όμως γρήγορα στο περιβάλλον από βακτηριακά ένζυμα.

Η ανίχνευση μεγάλων συγκεντρώσεων βανιλίνης έπειτα από τόσες εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια αποτελεί ένδειξη μειωμένης ή ανύπαρκτης βακτηριακής δραστηριότητας, λένε οι ερευνητές.

Κάτι τέτοιο μπορεί να συνέβη και στα εδάφη που εξετάζει η μελέτη. Είναι μια υπόθεση που δύσκολα μπορεί να αποδειχθεί άμεσα, βρίσκεται ωστόσο σε συμφωνία με προηγούμενη έρευνα του 2013, η οποία εκτιμούσε ότι οι ηφαιστειακές εκρήξεις στη Σιβηρία θα μπορούσαν να είχαν κάνει τη βροχή όξινη σαν αδιάλυτο χυμό λεμονιού.

Τα οξέα θα σχηματίζονταν από την αντίδραση του ηφαιστειακού διοξειδίου του άνθρακα με το νερό της ατμόσφαιρας, μια αντίδραση που δίνει ανθρακικό οξύ. Ακόμα χειρότερο θα ήταν το θειικό οξύ, δηλαδή το βιτριόλι, που θα προέκυπτε από την αντίδραση των υδρατμών με ηφαιστειακό διοξείδιο του θείου.

Το διοξείδιο του θείου, εξάλλου, είναι μαζί με το διοξείδιο του αζώτου ο βασικός ρύπος στον οποίο οφείλονται οι σημερινές όξινες βροχές. Πολυάριθμες μελέτες έχουν δείξει ότι η όξινη βροχή βλάπτει άμεσα τα φυτά και επιπλέον αφαιρεί θρεπτικά συστατικά από το έδαφος.

Οι όξινες βροχές από τις ηφαιστειακές εκρήξεις στη Σιβηρία θα μπορούσαν να είχαν καλύψει ολόκληρο τον πλανήτη και να επιτάχυναν τη μαζική εξαφάνιση ειδών.

Ωστόσο η μελέτη δεν αποδεικνύει ότι η όξινη βροχή ήταν αποτέλεσμα των συγκεκριμένων ηφαιστειακών εκρήξεων και δεν προήλθε από μικρότερες, τοπικές εκρήξεις ηφαιστείων.

Πιο σαφής απάντηση θα μπορούσε να δοθεί με αναλύσεις σε πετρώματα της ίδιας ηλικίας από άλλες περιοχές του πλανήτη όπως η Κίνα και η Γροιλανδία.

Πηγή : in.gr

H μυρωδιά μετά τη βροχή...

Ένα ψιλόβροχο έπειτα από μια παρατεταμένη περίοδο ανομβρίας αρκεί για να αναδυθεί το γνώριμο, γήινο άρωμα της βροχής. Τι είναι όμως αυτό που μυρίζει ; Και πώς απελευθερώνεται στον αέρα ;

Η μυρωδιά της βροχής είναι σήμερα γνωστή και με το όνομα πετριχώρος (petrichor), ένας όρος που προκύπτει από το συνδυασμό των ελληνικών λέξεων "πέτρα" και "ιχώρ" ή "ιχώρος" -το χρυσαφένιο αίμα των θεών στην ελληνική μυθολογία.

Ο όρος πρωτοεμφανίστηκε σε μια δημοσίευση του περιοδικού Nature το 1964, με τίτλο "Η φύση της αργιλικής οσμής", στην οποία δύο αυστραλοί ερευνητές ανέφεραν ότι η μυρωδιά της βροχής έχει δύο βασικά συστατικά. 

Το πρώτο είναι η γεωσμίνη, μια ουσία που παράγεται από βακτήρια της ομάδας Actinobacter που ζουν στο έδαφος. Σύμφωνα με μεταγενέστερη μελέτη, η ανθρώπινη μύτη είναι άκρως ευαίσθητη στη γεωσμίνη και την αντιλαμβάνεται σε συγκεντρώσεις μέχρι πέντε μέρη ανά τρισεκατομμύριο. 

Το δεύτερο συστατικό είναι μια ελαιώδης ουσία που παράγεται ορισμένα φυτά και απορροφάται τελικά από τα αργιλώδη και αμμώδη εδάφη.

Η αυστραλιανή έρευνα απαντούσε όμως μόνο στο ένα σκέλος του μυστηρίου, αφού δεν προσέφερε κανένα στοιχείο για το μηχανισμό απελευθέρωσης αυτών των πτητικών ουσιών.

Την απάντηση δίνουν τώρα ερευνητές του MIT, οι οποίοι παρατήρησαν ότι κατά την πτώση των σταγόνων της βροχής στο έδαφος απελευθερώνονται φυσαλίδες με αερολύματα, ή αιωρούμενα στερεά σωματίδια.

Κάμερες υψηλής ταχύτητας αποκάλυψαν πως, όταν μια σταγόνα πέσει σε κάποια πορώδη επιφάνεια, όπως τα αργιλώδη ή τα αμμώδη εδάφη, παγιδεύει μικροσκοπικές φυσαλίδες στην επιφάνεια επαφής. Όπως θα συνέβαινε και σε ένα ποτήρι σαμπάνιας, οι φυσαλίδες ανεβαίνουν προς τα πάνω, σπάνε και απελευθερώνουν το περιεχόμενό τους.

Η ερευνητική ομάδα πραγματοποίησε περίπου 600 πειράματα με 28 διαφορετικές επιφάνειες, από τις οποίες οι 16 ήταν δείγματα εδάφους και οι υπόλοιπες τεχνητά υλικά. Η ταχύτητα πτώσης των σταγόνων αυξομειωνόταν ανάλογα με το ύψος από το οποίο απελευθερώνονταν πάνω από την επιφάνεια.

Βάσει των παρατηρήσεων, οι ερευνητές μπόρεσαν να αναπτύξουν μια μαθηματική φόρμουλα που προβλέπει την ποσότητα αερολυμάτων που απελευθερώνονται, ανάλογα με την ταχύτητα της σταγόνας και τη διαπερατότητα της στερεής επιφάνειας.

Όπως επισημαίνει η μελέτη στην επιθεώρηση Nature Communications, η απελευθέρωση αερολυμάτων είναι μέγιστη στην ελαφριά βροχή που πέφτει σε πορώδη εδάφη. Στην περίπτωση ισχυρής βροχόπτωσης, οι σταγόνες πέφτουν με μεγαλύτερη ταχύτητα και δεν προλαβαίνουν να παγιδεύσουν φυσαλίδες - γι΄αυτό και ο πετριχώρος είναι πιο έντονος μετά το ψιλόβροχο, αντί έπειτα από μια ισχυρή νεροποντή.

Υπάρχει όμως και μια άλλη μυρωδιά που σχετίζεται με τη βροχή αλλά έχει εντελώς διαφορετική προέλευση: η οσμή της καταιγίδας που πλησιάζει.

Η μυρωδιά αυτή δεν οφείλεται σε ουσίες του εδάφους αλλά στο αέριο όζον, το οποίο παράγεται από την επίδραση των κεραυνών στο οξυγόνο της ατμόσφαιρας.

Το όζον, εξάλλου, παίρνει το όνομά του από την ελληνική λέξη "όζει" που σημαίνει μυρίζει.

Πηγή : in.gr

Το στοιχείο 117 στον Περιοδικό Πίνακα

Ένα ακόμη χημικό στοιχείο, με τον ατομικό αριθμό 117, πρόκειται να προστεθεί στον Περιοδικό Πίνακα, ο οποίος διαρκώς μεγαλώνει χάρη σε νέες ανακαλύψεις στοιχείων που είναι πολύ «βαριά».

Το στοιχείο 117 ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά το 2010 από μια αμερικανο-ρωσική επιστημονική ομάδα και τώρα, όπως παραδοσιακά απαιτείται, υπήρξε η επιβεβαίωση της ύπαρξης του, καθώς μια δεύτερη διεθνής ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής Γερμανούς επιστήμονες, κατάφερε επίσης να «δει» το εν λόγω στοιχείο.

Το επόμενο βήμα, θα είναι πλέον η Διεθνής Ένωση Χημείας (IUPAC) να αποδεχτεί επίσημα την επιβεβαίωση και να αποφασίσουν αν χρειάζονται και άλλα πειράματα ή αν θα αναγνωρίσουν οριστικά το νέο στοιχείο 117, οπότε αυτό θα πρέπει πλέον να πάρει ένα όνομα. Η κοινή επιτροπή των δύο επιστημονικών Ενώσεων θα κρίνει ποιός ερευνητικός φορέας δικαιούται να «βαφτίσει» το νέο στοιχείο.

Η τιμή ανήκει πρωτίστως στους επιστήμονες του Εθνικού Εργαστηρίου Λόρενς Λίβερμορ του υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ και του Κοινού Ινστιτούτου Πυρηνικής Έρευνας της Ρωσίας, που έκαναν τη σχετική αρχική ανακάλυψη προ τετραετίας.

Η επιβεβαίωση έγινε στον γερμανικό επιταχυντή του Κέντρου Έρευνας Βαρέων Ιόντων Χέλμχολτς στο Ντάρμσταντ. Οι γερμανοί και άλλοι χημικοί και πυρηνικοί φυσικοί (συνολικά 72 ερευνητές από 11 χώρες), με επικεφαλής τον καθηγητή Κρίστοφ Ντίλμαν, βομβάρδισαν με ιόντα ασβεστίου έναν εξωτικό στόχο, ένα ραδιοϊσότοπο του μπερκελίου (Bk-249), και από τη σύγκρουση αυτή σχηματίστηκαν δύο άτομα του στοιχείου 117, που «έζησαν» λιγότερο από ένα δέκατο του δευτερολέπτου.

Το στοιχείο 117 διασπάται πολύ γρήγορα στα στοιχεία 113 και 115, τα οποία είχαν ανακαλυφθεί το 2004, στο πλαίσιο της ίδιας αμερικανο-ρωσικής ερευνητικής συνεργασίας.

Τα χημικά στοιχεία μετά τον ατομικό αριθμό 104 (αφορά τον αριθμό των πρωτονίων σε ένα πυρήνα ατόμου) θεωρούνται υπερβαρέα και είναι συνήθως φευγαλέα. Όμως τα πιο σταθερά από αυτά (που ακόμη δεν έχουν εντοπιστεί) πιστεύεται ότι «κατοικούν» στη λεγόμενη «νησίδα σταθερότητας», μια περιοχή όπου αναμένεται να βρεθούν πυρήνες σταθερών υπερβαρέων χημικών στοιχείων με πολύ μεγάλη διάρκεια ζωής.

Προς το παρόν - και μέχρι να βρεθούν τέτοια υπερβαρέα στοιχεία στη φύση - αυτά παράγονται σε επιταχυντές με τη σύγκρουση σωματιδίων. Η σύντηξη δύο ελαφρύτερων πυρήνων, κάτι που πολύ σπάνια συμβαίνει, μπορεί να οδηγήσει στην παραγωγή ενός υπερβαρέος στοιχείου, το οποίο ζει ελάχιστα.

Εδώ και 30 χρόνια αδιάκοπων ερευνών, νέα «τεχνητά» υπερβαρέα στοιχεία ανακαλύπτονται με ρυθμό ένα ανά δύο έως τρία χρόνια και με απώτερο στόχο πάντα την ανακάλυψη της «νησίδας σταθερότητας». Οι πιο πρόσφατες προσθήκες στον Περιοδικό Πίνακα ήσαν τα στοιχεία 114 και 116, που ανακοινώθηκαν το 2011.

Δείτε ακόμα σε αυτό το ιστολόγιο :

Τα ονόματα των στοιχείων114 και 116

Στοιχείο 113

Στοιχείο 115

Πρωτεΐνη βρέθηκε να αψηφά δόγμα της Βιολογίας

Μια ασυνήθιστη πρωτεΐνη που υπάρχει στους περισσότερους οργανισμούς, από τον άνθρωπο μέχρι τη μαγιά, πηγαίνει κόντρα σε ένα βασικό δόγμα της μοριακής βιολογίας, καθώς δείχνει ότι οι πρωτεΐνες των κυττάρων μπορούν να συναρμολογούνται χωρίς οδηγίες από το γενετικό υλικό.

«Η αναπάντεχη αυτή ανακάλυψη δείχνει πόσο ατελής παραμένει η κατανόηση της βιολογίας» σχολιάζει ο Πίτερ Σεν, μεταδιδακτορικός ερευνητής του Πανεπιστημίου της Γιούτα και πρώτος συγγραφέας της δημοσίευσης στο περιοδικό Science και συνεχίζει «Η φύση μπορεί να κάνει περισσότερα από ό,τι συνειδητοποιούσαμε».
Γραμμή παραγωγής

Τα κύτταρα λειτουργούν σαν μεγάλα εργοστάσια, στα οποία το DNA δίνει οδηγίες για την κατασκευή πρωτεϊνών - μεγάλων μορίων που αναλαμβάνουν στη συνέχεια τις περισσότερες λειτουργίες της κυτταρικής μηχανής.

Οι πρωτεΐνες είναι ουσιαστικά μακριές αλυσίδες από μόρια που ονομάζονται αμινοξέα. Για να συναρμολογηθεί αυτή η αλυσίδα, οι γενετικές οδηγίες διαβιβάζονται στα ριβοσώματα, γραμμές παραγωγής που αναλαμβάνουν να ενώσουν στην κατάλληλη σειρά τα κατάλληλα αμινοξέα.
Η πρωτεΐνη Rqc2 διαψεύδει τώρα αυτόν τον κανόνα, αφού μπορεί να συνδέει αμινοξέα χωρίς να λαμβάνει οδηγίες από το DNA ή από τον αγγελιοφόρο του, το λεγόμενο mRNA.

Ποιοτικός έλεγχος

Παραμένει ωστόσο ασαφές σε τι αποσκοπεί η παρέμβαση της Rqc2. Μια πιθανή εξήγηση είναι ότι η ουρά αλανίνης και θρεονίνης λειτουργεί σαν ταμπέλα που λέει ότι η ελαττωματική πρωτεΐνη πρέπει να καταστραφεί. Μια άλλη εξήγηση είναι ότι η προσθήκη της ουράς είναι μέρος ενός τεστ για τη σωστή λειτουργία του ριβοσώματος.

Χρειάστηκε όμως εκτεταμένη βιοχημική ανάλυση για να επιβεβαιωθούν οι τραβηγμένες υποψίες. Κλειδί ήταν η διαπίστωση ότι το σύμπλοκο του ριβοσώματος και της Rqc2 μπορεί να συνδέεται με μόρια tRNA, τα οποία φέρνουν αμινοξέα στη γραμμή παραγωγής. Στη συγκεκριμένη περίπτωση τα μόνα tRNA που συνδέονται στο σύμπλοκο είναι αυτά που μεταφέρουν αλανίνη και θρεονίνη. Επιπλέον, οι ερευνητές είδαν τις ουρές αλανίνης και θρεονίνης να προστίθενται στις ελαττωματικές πρωτεΐνες.

Θα είναι σίγουρα μια δύσκολη δουλειά, αφού το εργοστάσιο των κυττάρων αποδεικνύεται πιο περίπλοκο από ό,τι νομίζαμε.
H Rqc2, η οποία φαίνεται ότι υπάρχει σε πολλούς ή και σε όλους τους ευκαρυωτικούς οργανισμούς, αποτελεί μέρος του «συμπλόκου ελέγχου ποιότητας», μιας μεγάλης δομής που συνδέεται στα ριβοσώματα και ελέγχει αν η παραγωγή προχωρά ομαλά.

Στην περίπτωση προβλήματος, ολόκληρο το ριβόσωμα αποσυναρμολογείται, οι οδηγίες του DNA διαγράφονται, και η ελαττωματική πρωτεΐνη οδηγείται προς καταστροφή.

Η πρωτεΐνη Rqc2 έχει ασυνήθιστο ρόλο σε αυτή τη διαδικασία. Πριν σταλεί για ανακύκλωση η ελαττωματική πρωτεΐνη, η Rqc2 λέει στο ριβόσωμα να προσθέσει μια μακριά «ουρά» από τα αμινοξέα αλανίνη και θρεονίνη, συνδεδεμένα σε τυχαία σειρά.

Το γεγονός ότι μια πρωτεΐνη επεμβαίνει στην αλληλουχία μιας άλλης πρωτεΐνης παραβιάζει το δόγμα της μοριακής βιολογίας για τη ροή της πληροφορίας στα κύτταρα.

Το ενδιαφέρον στοιχείο είναι ότι οι διαδικασίες αυτές - η ανακύκλωση ελαττωματικών πρωτεϊνών και ο έλεγχος του ριβοσώματος- ενδέχεται να είναι προβληματικές σε νευροεκφυλιστικές ασθένειες όπως η νόσος του Αλτσχάιμερ και η μυατροφική πλάγια σκλήρυνση.

 «Υπάρχουν πολλές ενδιαφέρουσες εφαρμογές αυτής της μελέτης και καμία από αυτές δεν θα είχε καταστεί εφικτή αν δεν ακολουθούσαμε την περιέργειά μας» λέει ο Ον Μπράντμαν του Πανεπιστημίου Στάνφορντ, μέλος της ερευνητικής ομάδας.

Οι ερευνητές αποφάσισαν να εξετάσουν το ασυνήθιστο φαινόμενο όταν είδαν τις ουρές αλανίνης και θρεονίνης σε κατεψυγμένα κύτταρα που εξετάζονταν στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο.

Επόμενο βήμα για τους ερευνητές είναι να προσδιορίσουν σε ποιους οργανισμούς εφαρμόζεται αυτή η διαδικασία και, το κυριότερο, τι συμβαίνει στο κύτταρο όταν η Rqc2 παύει να λειτουργεί.

Δείτε τη δημοσίευση στο περιοδικό Science εδώ

Πηγή : in.gr

Χημικά Δώρα 2015

Όπως κάθε τέλος χρονιάς, προτείνουμε δώρα που έχουν σχέση με χημεία, για όλους !...

Για φέτος :

Δίσκος κοπής Περιοδικός Πίνακας

https://www.etsy.com/listing/129554467/periodic-table-cutting-board-made-to

Κουπ-πατ άτομο, δοκιμαστικός σωλήνας, κωνική φιάλη και ποτήρι ζέσεως

http://www.sciencecookiecutters.com/

Κούπες με τρισδιάστατο μόριο καφεΐνης

http://www.shapeways.com/model/999268/caffeine-molecule-coffee-mug.html?li=gmerchant&ca=gp&ct=pla&cr=catchall&gclid=CICyk9Cr5sECFbMatAodUlwA5g

Επιτραπέζιο παιχνίδι με κάρτες στοιχείων Elements Top Trumps^ΤΜ

Κατέχοντας τις κάρτες με τα χημικά στοιχεία, επιλέγετε μια ιδιότητα (σημείο τήξης, πυκνότητα, τιμή/100g, έτος ανακάλυψης, μέγεθος ατόμου) στην οποία νομίζετε ότι έχετε τη μεγαλύτερη τιμή, ώστε να κερδίσετε.

http://www.rsc.org/shop/books/2014/9781782620747.asp

Παπλωματοθήκη και μαξιλαροθήκες Περιοδικός Πίνακας

http://direct.asda.com/George-Home-Periodic-Table-Duvet-Set/GHPERIODICDUVETCOVERMASTER,default,pd.html

Περιδέραια

Οξυτοκίνη http://www.ilovesciencestore.com/oxytocin-molecule-necklace.html

Σεροτονίνη http://www.ilovesciencestore.com/serotonin-molecule-necklace.html

και πολλά άλλα μόρια

Σκουλαρίκια "Γάτα του Schrodinger" με μια γάτα ζωντανή και μια γάτα νεκρή !...

https://www.thinkgeek.com/product/1ecf/?srp=5

Σουβέρ που όταν βάζεις επάνω το ποτήρι ακτινοβολούν !...

Ράδιο-226 (κόκκινο), Πλουτώνιο-244 (μπλε), Ουράνιο-238 (πράσινο), Θόριο-232 (πορτοκαλί)

http://www.thinkgeek.com/product/147f/

Αφήσαμε τελευταίο ένα επιτραπέζιο παιχνίδι ελληνικής κατασκευής :

"ΑΛΧΗΜΕΙΕΣ" από την εταιρεία Δεσύλλας

Μια ομάδα τρελών επιστημόνων, η οποία δεν έχει ιδέα από Χημεία, προσπαθεί να μετασχηματίσει ένα μόριο και να δημιουργήσει από αυτό καινούρια στοιχεία, αλλά… τα θαλασσώνει !

Εσείς, λοιπόν είστε οι επιστήμονες που διασκεδάζετε με τα αστεία μεταλλαγμένα ονόματά τους, τα οποία όμως είναι εμπνευσμένα από τον αληθινό Περιοδικό Πίνακα των στοιχείων.

Ένα παιχνίδι για σχετικούς αλλά και όχι τόσο σχετικούς με Χημεία...

Δείτε ακόμη :

Χημικά δώρα 2014 http://chemantas.blogspot.gr/2013/12/2014.html

Χημικά δώρα 2013 http://chemantas.blogspot.gr/2012/12/blog-post_23.html

Ασυνήθιστα βακτήρια αποδομούν το πλαστικό

Η κάμπια μιας νυχτοπεταλούδας που βρέθηκε να μασουλάει πλαστικά υλικά συσκευασίας έκρυβε μια έκπληξη στο έντερό της: δύο είδη βακτηρίων που αποδομούν το πολυαιθυλένιο και ίσως θα μπορούσαν να μας βοηθήσουν να ξεφορτωθούμε εκατομμύρια τόνους σκουπιδιών.

Η ανακάλυψη δείχνει ότι το "αθάνατο" πολυαιθυλένιο δεν αποκλείεται να διασπάται στο περιβάλλον κάτω από τις κατάλληλες συνθήκες.

Η νυχτοπεταλούδα του είδους Plodia interpunctella ζει σε όλο τον κόσμο και οι κάμπιες της τρέφονται συνήθως με σπόρους. Δεν λένε όμως όχι και στο πλαστικό όποτε το συναντήσουν.

Περίεργοι να μάθουν τι συμβαίνει στο πεπτικό σύστημα του εντόμου, αμερικανοί και κινέζοι ερευνητές εξέτασαν τα μικρόβια του εντέρου τους και βρέθηκαν ενώπιον μιας έκπληξης. Τουλάχιστον δύο είδη βακτηρίων, τα Enterobacter asburiae και Bacillus sp. YP1, βρέθηκαν να αποδομούν το πολυαιθυλένιο.

Το πολυαιθυλένιο ή PE είναι ένα από τα πλέον ευρέως χρησιμοποιούμενα πολυμερή με την παραγωγή να φτάνει τα 140 εκατομμύρια τόνους το χρόνο. Δισεκατομμύρια σακούλες και μπουκάλια από PE καταλήγουν κάθε χρόνο στις χωματερές ή ακόμα και στη θάλασσα, όπου σκοτώνουν κήτη, θαλάσσιες χελώνες και άλλα είδη.

Η νέα ανακάλυψη θα μπορούσε τώρα να ανοίξει το δρόμο για την ανάπτυξη βιοτεχνολογικών μεθόδων αποδόμησης του πολυαιθυλενίου.

Διαβάστε το πρωτότυπο άρθρο στο "EnvironmentalScience & Technology", μια επιθεώρηση της Αμερικανικής Ένωσης Χημείας.

Πηγή : in.gr

H ισχυρότερη κόλλα του κόσμου

 (Φωτογραφία : Michael Maggs / Wikimedia Commons)  

Η κόλλα στιγμής θα φαινόταν αδύναμη σαν σάλιο μπροστά στα θυσανόποδα, συγγενείς των καβουριών που περνούν το μεγαλύτερο μέρος της ζωής τους κολλημένα στα βράχια. Ο μηχανισμός δράσης της κόλλας τους παρέμενε μυστήριο μέχρι σήμερα.

 «Έχουν περάσει πάνω από 150 χρόνια από τότε που ο Δαρβίνος περιέγραψε τους αδένες τσιμέντου των θυσανοπόδων. Κι όμως, ελάχιστη πρόοδος έχει σημειωθεί από τότε» σχολιάζει ο Νιλ Άλντρεντ του Πανεπιστημίου του Νιούκασλ στη Βρετανία, επικεφαλής της διεθνούς μελέτης που δημοσιεύτηκε στην επιθεώρηση Nature Communications.

Όπως επισημαίνει, η κόλλα, ή τσιμέντο, των θυσανοπόδων ξεπερνά κατά πολύ οποιαδήποτε συνθετική κόλλα, και λειτουργεί σε μια μεγάλη ποικιλία επιφανειών.

H μελέτη θυσανοπόδων με μικροσκόπιο σκέδασης Raman έδειξε ότι οι προνύμφες των θυσανοπόδων εκκρίνουν πρώτα ένα έλαιο που απομακρύνει το νερό από την επιφάνεια των βράχων. Στην επόμενη φάση το καρκινοειδές παράγει μια κόλλα από φωσφοπρωτεΐνες.

«Γνωρίζαμε εδώ και καιρό ότι υπάρχουν δύο συστατικά στο τσιμέντο των θυσανοπόδων, μέχρι σήμερα όμως νομίζαμε ότι συμπεριφέρονταν όπως ορισμένες συνθετικές κόλλες, οι οποίες σχηματίζονται από την ανάμειξη διαφορετικών συστατικών. Αυτό όμως άφηνε αναπάντητο το ερώτημα του πώς η κόλλα έρχεται σε επαφή με την επιφάνεια η οποία καλύπτεται ήδη από νερό. Αυτό αποτελεί ένα από τα βασικά εμπόδια στην ανάπτυξη κολλητικών ουσιών για υποβρύχιες εφαρμογές» αναφέρει ο Δρ Άλντρεντ.

Το εντυπωσιακό μάλιστα είναι ότι η βιολογική κόλλα λειτουργεί σε ένα μεγάλο εύρος χημικών συνθηκών όπως τα διαλυμένα ιόντα και το pH (οξύτητα) του νερού.

Τα θυσανόποδα έχουν δύο προνυμφικά στάδια, από τα οποία το πρώτο κολυμπά ελεύθερο και τρέφεται με πλαγκτόν, ενώ το δεύτερο ερευνά τις επιφάνειες των βράχων στα ρηχά και εντοπίζει κατάλληλο σημείο για προσκόλληση.

Τα λιπίδια που εκκρίνονται στην πρώτη φάση της διαδικασίας, αναφέρουν οι ερευνητές, δείχνει να απομακρύνει το νερό από την επιφάνεια, ενώ ταυτόχρονα οριοθετεί την περιοχή όπου θα απλωθεί στην επόμενη φάση το τσιμέντο, και επιπλέον ενδέχεται να εμποδίζει τη διάσπαση της κόλλας από βακτήρια πριν προλάβει να σκληρύνει.

Σύμφωνα με την ερευνητική ομάδα, τα αποτελέσματα της μελέτης αφενός μπορεί να βοηθήσουν στην ανάπτυξη κολλητικών ουσιών για υποβρύχια χρήση, αφετέρου ίσως βοηθήσουν τη ναυτιλιακή βιομηχανία να απαλλαγεί από μια μεγάλη πληγή: τα θυσανόποδα και άλλα ασπόνδυλα που προσκολλώνται στο κύτος των πλοίων αυξάνουν την αντίσταση και κοστίζουν γύρω στα 7,5 δισ. δολάρια το χρόνο λόγω της αυξημένης κατανάλωσης καυσίμου.

Πηγή : in.gr

Το βρώμιο αναγνωρίζεται ως το 28ο απαραίτητο στοιχείο των ζώων

Από τα 92 χημικά στοιχεία που απαντώνται στη φύση, τα 27 θεωρούνται απολύτως απαραίτητα για όλα τα είδη του ζωικού βασιλείου. Τώρα όμως υπάρχει και ένα ακόμα: το βρώμιο.
«Χωρίς βρώμιο δεν υπάρχουν ζώα. Αυτή είναι η ανακάλυψη» αναφέρει ο Δρ Μπίλι Χάντσον του Πανεπιστημίου Vanderbilt του Τενεσί, επικεφαλής της μελέτης που δημοσιεύεται στην έγκριτη επιθεώρηση Cell.

Από τα σφουγγάρια και τους αχινούς μέχρι τον άνθρωπο, ανακάλυψε η ομάδα του Χάντσον, όλα τα ζώα χρησιμοποιούν ιόντα βρωμίου σε ένα ένζυμο που σχετίζεται με τη σύνθεση του κολλαγόνου IV, μιας από τις αρκετές μορφές κολλαγόνου στα ζώα.

Συγκεκριμένα, το βρώμιο λειτουργεί ως συμπαράγοντας της πυροξιδασίνης, ενός ενζύμου που υπάρχει σε όλα τα ζώα και δημιουργεί δεσμούς ανάμεσα στα μόρια κολλαγόνου IV.

Το βρώμιο, ένα καφεκόκκινο δύσοσμο και τοξικό υγρό σε θερμοκρασία δωματίου, κατατάσσεται στην ομάδα των αλογόνων και έχει ιδιότητες ανάμεσα σε αυτές του χλωρίου και του ιωδίου. Είναι σχετικά σπάνιο στον γήινο φλοιό, διαλύεται όμως εύκολα στο νερό και απομονώνεται συνήθως από τη θάλασσα.

Η ανακάλυψη για το βιολογικό ρόλο του βρωμίου βασίστηκε σε προηγούμενες μελέτες για παθήσεις των νεφρών, στις οποίες διαπιστώθηκε ότι παίζει ρόλο η ελαττωματική σύνδεση των μορίων κολλαγόνου IV. Η ίδια μορφή κολλαγόνου υπάρχει όχι μόνο στους νεφρούς αλλά σε όλους τους επιθηλιακούς ιστούς, καθώς αποτελεί μέρος ενός δίκτυο ινών που ονομάζεται βασική μεμβράνη.

Προκειμένου να αποδείξουν ότι το βρώμιο της πυροξιδασίνης είναι απαραίτητο στα ζώα, οι ερευνητές έδειξαν ότι η μύγα του ξιδιού Drosophila πεθαίνει όταν αφαιρεθεί το βρώμιο από τη διατροφή της, εκτός αν η πρόσληψη βρωμίου αποκατασταθεί σύντομα.

Το βρώμιο είναι επομένως απαραίτητο για την ανάπτυξη των ζώων και την αρχιτεκτονική των ιστών.
Η ανακάλυψη φαίνεται όμως να έχει σημασία και στην ιατρική, αφού η ερευνητική ομάδα πιστεύει ότι το βρώμιο ενδεχομένως θα ήταν χρήσιμο συμπλήρωμα σε πολλές ομάδες ασθενών, για παράδειγμα ασθενείς που υποβάλλονται σε αιμοκάθαρση λόγω νεφρικής ανεπάρκειας, ή τρέφονται παρεντερικά με ενδοφλέβιο ορό.

Πηγή : in.gr

Δείτε περισσότερα για το βρώμιο (Wikipedia)