Α' Παγκόσμιος Πόλεμος : ο "πόλεμος των χημικών"

(Γράφημα από το www.compoundchem.com)

Έχει εκφραστεί η άποψη ότι ο Α΄ Παγκόσμιος Πόλεμος ήταν ο "πόλεμος των χημικών", επειδή έγινε για πρώτη φορά ευρεία χρήση πολεμικών χημικών ουσιών και υπήρξε μεγάλη πρόοδος στη σύνθεση εκρηκτικών υλών.

Αυτός ο χημικός πόλεμος ήταν ένα σημαντικό συστατικό του πρώτου παγκόσμιου πολέμου και του πρώτου ολοκληρωτικού πολέμου του 20ού αιώνα.

Οι τύποι των χημικών όπλων που χρησιμοποιήθηκαν κυμαίνονταν από χημικές ουσίες που έκαναν τους στρατιώτες ανίκανους να πολεμήσουν, όπως δακρυγόνα και το καυστικό αέριο μουστάρδας, μέχρι θανατηφόρες ουσίες, όπως το φωσγένιο και το χλώριο.

Τα χημικά άρχισαν να χρησιμοποιούνται μετά τη παγίωση των θέσεων των δύο αντιπάλων στα χαρακώματα. Οι Γάλλοι χρησιμοποίησαν χειροβομβίδες 26 χιλιοστών οι οποίες περιείχαν δακρυγόνο αέριο, το οποίο δεν ήταν ικανό να φτάσει σε υψηλές συγκεντρώσεις σε ανοικτό χώρο γιατί γρήγορα διαλυόταν και γι' αυτό σταμάτησαν να τις χρησιμοποιούν. 

Αντιστοίχως, οι Γερμανοί έριξαν οβίδες με χλωροσουλφονική διανισιδίνη, η οποία ήταν γνωστό ότι προκαλεί ερεθισμό στους βλεννογόνους. Τις 27 Οκτωβρίου 1914, οι Γερμανοί έριξαν 3.000 τέτοιες οβίδες σε Βρετανούς στρατιώτες κοντά στο Νεβ-Σαπέλ, των οποίων όμως η υγεία δεν επηρεάστηκε από το αέριο. Οι Γερμανοί συνέχισαν να πειραματίζονται με τα αέρια και στις 31 Ιανουαρίου 1915 έριξαν στους Ρώσους περίπου 18.000 οβίδες οι οποίες περιείχαν ξυλυλοβρωμίδιο (μεθυλοβενζυλοβρωμίδιο), αλλά, λόγω των χαμηλών θερμοκρασιών, το υλικό δεν εξαχνώθηκε και έτσι η επίθεση των Γερμανών αποκρούστηκε.

Οι Γερμανοί άλλαξαν το τρόπο με το οποίο διοχετευόταν το αέριο, καθώς το αέριο το οποίο διοχετευόταν με οβίδες δεν έφτανε σε υψηλή συγκέντρωση και αντ' αυτών, ύστερα από συμβουλή του καθηγητή Φριτς Χάμπερ, χρησιμοποίησαν κυλίνδρους αποθήκευσης αερίου.

Η πρώτη επιτυχημένη επίθεση με αέριο σε κυλίνδρους έλαβε χώρα τις 22 Απριλίου 1915, όταν οι Γερμανοί απελευθέρωσαν 168 τόνους χλωρίου κοντά στην πόλη Υπρ. Το αέριο κινήθηκε με τον άνεμο προς τις θέσεις των συμμάχων και προκάλεσε ένα ρήγμα στις θέσεις των Γάλλων μήκους 15 χιλιομέτρων περίπου. Παρόλα αυτά, οι Γερμανοί, έκπληκτοι με την επιτυχία τους, δεν κατάφεραν να εκμεταλλευτούν την κατάσταση. Επίσης, εξαιτίας του χλωρίου, το πεδίο της μάχης άλλαξε τελείως, καθώς τα φύλλα των δέντρων έγιναν λευκά και τα λουλούδια έχασαν το χρώμα τους.

Οι Γερμανοί χρησιμοποίησαν ξανά το χλώριο σε άλλο σημείο του μετώπου 36 ώρες αργότερα. Εκεί, ένας Καναδός λοχαγός ονόματι Μπέρτραντ, χημικός, αναγνώρισε το χλώριο και γνωρίζοντας ότι η ουρία το εξουδετερώνει, έδωσε εντολή στους άντρες του να βρέξουν με ούρα κομμάτια υφάσματος και να αναπνέουν μέσα από αυτά. Παρόλα αυτά, οι ποσότητες χλωρίου ήταν τέτοιες που εξουδετέρωσαν την ουρία και περνούσαν στο αναπνευστικό σύστημα των στρατιωτών.

Το 1915 εμφανίστηκαν και άλλα αέρια. Το φωσγένιο ήταν πιο αποτελεσματικό από το χλώριο γιατί ήταν άχρωμο και μύριζε σαν "μουχλιασμένο άχυρο" και έτσι ήταν πολύ δύσκολο να αναγνωριστεί. Επίσης χρησιμοποιήθηκε και το διφωσγένιο. Αυτά τα δύο αέρια προκάλεσαν το 80% των θανάτων που συνολικά προήλθαν από ασφυξιογόνα αέρια. Το φωσγένιο χρησιμοποιήθηκε πρώτα από τους Γερμανούς, στις 19 Δεκεμβρίου του 1915 και έξι μήνες αργότερα από τους Βρετανούς, των οποίων υπήρξε το κύριο χημικό όπλο (χρησιμοποίησαν 1.500 τόνους σε 15 επιθέσεις).

Ένα άλλο είδος χημικού όπλου που χρησιμοποιήθηκε ήταν το καυστικό αέριο μουστάρδας. Χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά ως χημικό όπλο στις 12 Ιουλίου 1917, εναντίον των βρετανικών στρατευμάτων στην Υπρ σε οβίδες. Οι Γάλλοι το ονόμασαν υπερίτη, από το όνομα της πόλης Υπρ, ενώ οι Γερμανοί LOST, από τα αρχικά των Γερμανών χημικών Λόμμελ και Στάινκοφ, που είχαν την έμπνευση να χρησιμοποιηθεί ως πολεμικό χημικό όπλο. 

Στη συνέχεια, οι Σύμμαχοι το χρησιμοποίησαν εναντίον των Γερμανών και σε μία από αυτές τις επιθέσεις, στις 14 Οκτωβρίου 1918, ένα από τα θύματα ήταν ο νεαρός δεκανέας Αδόλφος Χίτλερ, ο οποίος πέρασε μήνες στο νοσοκομείο στο Πάσεβαλκ, κοντά στο Βερολίνο, με φριχτούς πόνους στα μάτια...

Πηγή : wikipedia

«Τετράγωνος πάγος» δημιουργήθηκε σε θερμοκρασία δωματίου

Ένας από τους δύο φυσικούς που βραβεύτηκαν με Νόμπελ για την ανακάλυψη του γραφενίου το 2014 καμαρώνει τώρα για μια νέα επιτυχία: χρησιμοποιώντας αυτή τη θαυματουργή μορφή άνθρακα, κατάφερε να δημιουργήσει μια νέα μορφή πάγου, και μάλιστα σε θερμοκρασία δωματίου.
Ο λεγόμενος «τετράγωνος» πάγος, στον οποίο τα μόρια νερού διατάσσονται σε σχήμα κύβου, είναι εντελώς διαφορετικός από τον πάγο που γνωρίζουμε, γνωστό ως πάγο I_h, που αποτελείται από μόρια νερού συνδεδεμένα σε εξάγωνα.

Σχεδόν όλος ο πάγος που υπάρχει στη Γη είναι πάγος I_h. Μέχρι σήμερα, όμως, οι φυσικοί έχουν ανακαλύψει ή δημιουργήσει ακόμα 16 μορφές πάγου, οι οποίες σχηματίζονται σε διαφορετικές συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας.

Για παράδειγμα ο πάγος I_c, υπάρχει έχει εντοπιστεί σε παγοκρυστάλλους ψηλά στην ατμόσφαιρα, ενώ μια τρίτη μορφή, ο πάγος ΧΙ, έχει βρεθεί σε αρχαίους πάγους της Ανταρκτικής.

Μια ακόμα μορφή πάγου, η οποία έχει μικρότερη πυκνότητα από όλες τις υπόλοιπες μορφές, δημιουργήθηκε στο εργαστήριο το 2014 και βαφτίστηκε πάγος XVI.

Ο νέος, τετράγωνος πάγος θα μπορούσε να αναγνωριστεί σύντομα ως η 18η γνωστή στερεά φάση του νερού. Δημιουργήθηκε από τον Αντρέ Γκέιμ, βρετανό φυσικό ρωσικής καταγωγής, ο οποίος βραβεύτηκε με το Νόμπελ Φυσικής το 2010 μαζί με τον συνάδελφό του Κονσταντίν Νοβοσέλοφ.
Οι δύο ερευνητές τιμήθηκαν για την ανακάλυψη του γραφενίου, μιας εξωτικής και άκρως υποσχόμενης μορφής άνθρακα, αποτελούμενης από άτομα άνθρακα που διατάσσονται όλα στο ίδιο επίπεδο.

Σε προηγούμενες μελέτες του, ο Γκέιμ είχε παρατηρήσει ότι το νερό μπορεί να περνάει ανεμπόδιστα μέσα από φύλλα γραφενίου, κάτι που δεν μπορούν να κάνουν άλλα μόρια, ακόμα και τα πολύ μικρότερα μόρια ήλιου. Η νέα μελέτη της ομάδας του εξηγεί το γιατί.

Ο Γκέιμ και οι συνεργάτες του τοποθέτησαν μια μικρή σταγόνα νερού πάνω σε ένα φύλλο γραφενίου, το οποίο κάλυψαν στη συνέχεια με ένα δεύτερο φύλλο του ίδιου υλικού.

Καθώς το νερό σταδιακά εξατμιζόταν, τα δύο φύλλα πλησίαζαν όλο και περισσότερο μεταξύ τους, μέχρι που έφτασαν σε απόσταση μόλις ενός νανομέτρου. Στην απόσταση αυτή, τα άτομα άνθρακα του γραφένιου διαταράσσουν τα ηλεκτρόνια των γειτονικών ατόμων με αποτέλεσμα να έλκονται μεταξύ τους.

Λόγω αυτής της έλξης, τα δύο φύλλα γραφενίου ασκούσαν στο νερό που υπήρχε ανάμεσά τους ακραία πίεση της τάξης των 10.000 ατμοσφαιρών.

Η πίεση ουσιαστικά ισοπέδωσε τα μόρια νερού και τα ανάγκασε να πάρουν τετραγωνική διάταξη ακόμα και σε θερμοκρασία δωματίου. Σε κάθε στρώμα του τετράγωνου πάγου, όλα τα άτομα διατάσσονται στο ίδιο επίπεδο και οι δεσμοί οξυγόνου-υδρογόνου σχηματίζουν ευθείες γωνίες. Ο πάγος που δημιούργησαν οι ερευνητές περιείχε δύο με τρία τέτοια στρώματα, με τα άτομα οξυγόνου των διαδοχικών στρωμάτων να κάθονται το ένα ακριβώς πάνω από το άλλο, σχηματίζοντας έτσι κύβους.

Ο λόγος που το νερό περνάει τόσο εύκολα μέσα από το γραφένιο είναι ότι ένα ελαφρύ σπρώξιμο στη μία άκρη του στρώματος πάγου αρκεί για να μετακινηθεί ολόκληρο το στρώμα σχεδόν χωρίς καθόλου τριβές.

Τα ευρήματα της μελέτης, λένε οι ερευνητές, είναι χρήσιμα για την κατανόηση της ροής του νερού σε πολύ στενούς χώρους, για παράδειγμα μέσα σε νανοσηλώνες άνθρακα ή διαμέσου των κυτταρικών μεμβρανών.

Θεωρητικά, μάλιστα, η δημιουργία τετράγωνου πάγου σε μεγάλες ποσότητες θα έδινε τετράγωνες χιονονιφάδες, αντί τις εξαγωνικές χιονονιφάδες που γνωρίζουμε στην καθημερινή ζωή.

Το παρακάτω βίντεο δείχνει τον τετράγωνο πάγο στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο :

150 χρόνια από τη δομή του Kekulé για το βενζόλιο

O Friedrich August Kekulé (1829-1896) ήταν γιος δημοσίου υπαλλήλου και γεννήθηκε στο Darmstadt. Μετά την αποφοίτησή του από το γυμνάσιο, το φθινόπωρο του 1847 εισήλθε στο Πανεπιστήμιο του Giessen , με την πρόθεση να σπουδάσει αρχιτεκτονική. Αφού άκουσε τις διαλέξεις του Justus von Liebig  κατά το πρώτο εξάμηνο του, αποφάσισε να σπουδάσει χημεία. Μετά από τέσσερα έτη σπουδών σε Giessen και μια σύντομη υποχρεωτική στρατιωτική θητεία, πήρε προσωρινές θέσεις βοηθού στο Παρίσι (1851-1852), στο Chur  της Ελβετίας (1852-1853) και στο Λονδίνο (1853-1855), όπου επηρεάστηκε αποφασιστικά από τον Alexander  Williamson. To  διδακτορικό του δίπλωμα απονεμήθηκε το καλοκαίρι του 1852.

Ο Kekulé και το βενζόλιο

Το πιο διάσημο έργο του Kekulé ήταν σχετικά με τη δομή του βενζολίου. Το 1865 δημοσίευσε ένα έγγραφο στα γαλλικά (γιατί βρισκόταν τότε στο γαλλόφωνο Βέλγιο), που υποδηλώνει ότι η δομή περιείχε ένα εξαμελή δακτύλιο ατόμων άνθρακα με εναλλασσόμενους απλούς και διπλούς δεσμούς.  Την επόμενη χρονιά έκανε μια πολύ μεγαλύτερη δημοσίευση στα γερμανικά για το ίδιο θέμα. Ο εμπειρικός τύπος για το βενζόλιο ήταν προ πολλού γνωστός, αλλά ο προσδιορισμός της δομής του ήταν μια πρόκληση. Ο Archibald Scott Couper το 1858 και o Joseph  Loschmidt  το 1861 πρότειναν πιθανές δομές που περιείχαν πολλαπλούς διπλούς δεσμούς ή πολλαπλά δαχτυλίδια, αλλά η μελέτη των αρωματικών ενώσεων ήταν στα πρώτα χρόνια της και πολύ λίγα στοιχεία ήταν διαθέσιμα τότε στους χημικούς.

Από τα στοιχεία που ήταν διαθέσιμα το 1865, ιδίως όσον αφορά τις σχέσεις των αρωματικών ισομερών, ο  Kekulé υποστήριξε την προτεινόμενη δομή του, εξετάζοντας τον αριθμό των ισομερών που παρατηρήθηκαν για τα παράγωγα του βενζολίου. Για κάθε μονοπαράγωγο του βενζολίου μόνο ένα ισομερές υπήρχε, πράγμα που σημαίνει ότι όλα τα έξι άτομα άνθρακα είναι ισοδύναμα, ούτως ώστε η υποκατάσταση σε οποιοδήποτε άνθρακα δίνει μόνο ένα δυνατό προϊόν. Για τα διπαράγωγα παρατηρήθηκαν τρία ισομερή, για τα οποία ο Kekulé πρότεινε δομές με τα δύο υποκατεστημένα άτομα άνθρακα να χωρίζονται από ένα, δύο και τρεις δεσμούς άνθρακα-άνθρακα. Αυτά αργότερα ονομάστηκαν ορθο-, μετα- και παρα- ισομερή αντίστοιχα.

Ωστόσο η δομή αυτή αμφισβητήθηκε έντονα από πολλούς, μεταξύ των οποίων οι Hermann Kolbe και Albert Ladenburg. Ο πρώτος θεωρούσε ότι η θεωρία διατυπώθηκε βεβιασμένα, ενώ ο δεύτερος υπέδειξε ότι τα δι- παράγωγα του βενζολίου θα έπρεπε να είναι περισσότερα από τρία αφού θα μπορούσε το σημερινό ορθο- παράγωγο να είναι διαφορετικό αν μεταξύ των δύο ατόμων άνθρακα με την υποκατάσταση μεσολαβούσε απλός ή διπλός δεσμός. Τα ισομερή αυτά δεν ανιχνεύθηκαν ποτέ κι αυτό έδωσε στον Kekulé τη βάση για να διατυπώσει το 1872 την πιο προχωρημένη από τις θεωρίες του, αυτή της "ταλάντωσης" του βενζολίου μεταξύ δύο ισοδύναμων δομών που διέφεραν στη σχετική θέση των απλών και διπλών δεσμών.

Αυτό σημαίνει ότι και οι έξι δεσμοί άνθρακα-άνθρακα είναι ισοδύναμοι, καθώς ο καθένας είναι απλός στο μισό του χρόνου και διπλός στο άλλο μισό. Μια πιο σταθερή θεωρητική βάση για μια παρόμοια ιδέα προτάθηκε αρκετά αργότερα, το 1928, από τον Linus Pauling, ο οποίος αντικατέστησε την ταλάντωση με την έννοια του "συντονισμού" μεταξύ των δομών.

Το όνειρο με τον ουροβόρο

Η σημασία της δομής του βενζολίου και κατ' επέκταση όλων των αρωματικών ενώσεων ήταν τόση ώστε η Γερμανική Χημική Κοινότητα οργάνωσε το 1890 έναν εορτασμό για τα 25 χρόνια από την πρόταση της δομής από τον Kekulé. Στον εορτασμό αυτό μίλησε ο ίδιος ο Kekulé για τη δημιουργία της θεωρίας. Είπε ότι είχε ανακαλύψει το σχήμα του δακτυλίου του μορίου βενζολίου μετά από ένα όνειρο που είδε μια μέρα : ενός φιδιού που έτρωγε την ουρά του (αυτό είναι ένα αρχαίο σύμβολο γνωστό ως ουροβόρος). Η εικόνα αυτή δεν είναι βέβαια καθημερινό φαινόμενο στη ζωή αποτελεί όμως ένα γνωστό αλχημιστικό μοτίβο και προφανώς ήταν στο γνωστικό υπόβαθρο του Kekulé όπως και πολλών από τους ακροατές του.

Πηγή : Wikipedia

Ξε-βράζοντας βραστά αβγά...

Εντάξει, δεν κατάφεραν ακριβώς να μετατρέψουν μια ομελέτα σε νωπά αβγά, πλησίασαν όμως ένα βήμα πιο κοντά : ερευνητές στις ΗΠΑ και την Αυστραλία μπορούν να επαναφέρουν πρωτεΐνες του βραστού αβγού στην αρχική, ρευστή τους κατάσταση, και υποστηρίζουν μάλιστα ότι η μέθοδός τους θα μπορούσε να έχει σημαντικές εφαρμογές στη βιομηχανία.

Το αβγό έχει μεγάλη περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες, μεγάλα μόρια σαν αλυσίδες που διπλώνονται γύρω από τον εαυτό τους και παίρνουν περίπλοκα, προκαθορισμένα σχήματα σε τρεις διαστάσεις.

Οι περισσότερες πρωτεΐνες είναι ευαίσθητες στη θερμότητα, η οποία μπορεί να διαταράξει τους χημικούς δεσμούς που σταθεροποιούν την τρισδιάστατη δομή τους. Οι πρωτεΐνες τότε αποδιατάσσονται, ή «μετουσιώνονται», χάνουν δηλαδή το αρχικό τους σχήμα. Με λίγα λεπτά μαγείρεμα, οι πρωτεΐνες του αβγού τελικά ενώνονται και σχηματίζουν την ενιαία μάζα που ονομάζουμε σφιχτό αβγό.

«Ναι, καταφέραμε να ξε-βράσουμε ένα αβγό κότας» λέει τώρα ο Γκρέγκορι Ουάις, καθηγητής Χημείας στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Άιρβινγκ.

«Στη δημοσίευσή μας, περιγράφουμε μια συσκευή που διαχωρίζει τις αποδιαταγμένες πρωτεΐνες και τους επιτρέπει να διπλωθούν εκ νέου (στο αρχικό τους σχήμα). Ξεκινήσαμε με ασπράδια που είχαμε βράσει για 20 λεπτά και καταφέραμε να επαναφέρουμε μια βασική πρωτεΐνη του αβγού στη λειτουργική της κατάσταση» αναφέρει ο ερευνητής.

Η μελέτη, η οποία δημοσιεύτηκε στην επιθεώρηση ChemBioChem, αφορά την πρωτεΐνη λυσοζύμη, ένα διάφανο συστατικό του αβγού.

Στο πρώτο βήμα της διαδικασίας, οι ερευνητές πρόσθεσαν στα βραστά ασπράδια μια ουσία που βασίζεται στην ουρία, η οποία σπάει τους δεσμούς των πρωτεϊνών και υγροποιεί το στερεοποιημένο υλικό. Σε μικροσκοπικό επίπεδο, όμως, οι πρωτεΐνες παρέμεναν σβολιασμένες.

Στο επόμενο στάδιο, τα υγροποιημένα βραστά ασπράδια ανακινήθηκαν βίαια σε μια «συσκευή δίνης» που σχεδίασαν οι ίδιοι οι ερευνητές. Οι μηχανικές τάσεις που αναπτύχθηκαν ανάγκασαν τις πρωτεΐνες να επανέλθουν στην αρχική τους μορφή.

Η αλήθεια είναι ότι η επαναφορά της λυσοζύμης στην αρχική της κατάσταση είναι δυνατή και με άλλες, χημικές μεθόδους, ωστόσο ο Δρ Ουάις επισημαίνει ότι η τεχνική της ομάδας του είναι απλούστερη, φθηνότερη και 100 φορές ταχύτερη.

«Η μέθοδος αυτή [...] θα μπορούσε να μεταμορφώσει τη βιομηχανική και ερευνητική παραγωγή πρωτεϊνών» γράφει η ερευνητική ομάδα. Η τεχνική θα μπορούσε να εφαρμοστεί για την ανάκτηση πολύτιμων πρωτεϊνών που μέχρι σήμερα θεωρούνται άχρηστες επειδή έχουν χάσει το σχήμα τους.

Για παράδειγμα, ορισμένα αντισώματα που χρησιμοποιούνται κατά του καρκίνου είναι δύσκολο να παραχθούν με τη συμβατική μέθοδο των γενετικά τροποποιημένων βακτηρίων, καθώς έχουν την τάση να αποδιατάσσονται και να αχρηστεύονται.

Σε αυτές τις περιπτώσεις, οι φαρμακοβιομηχανίες είναι αναγκασμένες να παράγουν τα αντισώματα σε καλλιέργειες κυττάρων από ωοθήκες χάμστερ. Η χρήση αυτού του μέσου περιορίζει το πρόβλημα, είναι όμως δαπανηρή και χρονοβόρα.

Η νέα τεχνική επαναφοράς των πρωτεϊνών, λένε οι ερευνητές, θα επέτρεπε την ανάκτηση και αξιοποίηση αντισωμάτων που παράγονται από φθηνά βακτήρια.

Σημαντικά οφέλη θα μπορούσαν να έχουν και άλλοι βιομηχανικοί χρήστες πρωτεϊνών, όπως οι τυροκόμοι και οι γεωργοί.

Ελπίζοντας ότι η μέθοδος θα έχει ευρείες εφαρμογές στη βιομηχανία, το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια έχει ήδη καταθέσει αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας.

Πηγή : in.gr

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