Avainero lineaaristen ja pyörivien molekyylimoottorien välillä on pääasiassa moottoriproteiinin muodostavien kompleksien liikkeen perusteella. Lineaariset molekyylimoottorit osoittavat yksisuuntaista lineaarista liikettä kompleksien välillä, kun taas pyörivät molekyylimoottorit osoittavat pyöriviä liikkeitä erilaisten kompleksien ympärillä, jotka muodostavat molekyylimoottorin.
Molekyylimoottorit ovat tärkeitä biomolekyylejä, jotka osallistuvat moniin reaktioihin, jotka liittyvät erityisesti adenosiinitrifosfaatin (ATP) energiantuotantoon. Niillä on keskeinen rooli liikkeessä tai mekaanisessa työssä. Moottoriproteiinit käyttävät vapaata energiaa ATP- tai nukleotiditrifosfaattihydrolyysistä tuottaakseen mekaanista voimaa. Molekyylimoottoreita on kahta tyyppiä, kuten lineaariset molekyylimoottorit ja pyörivät molekyylimoottorit. Ne edustavat kahta moottorin toimintatapaa.
Mitä ovat lineaariset molekyylimoottorit?
Lineaarisilla molekyylimoottoreilla on tärkeä rooli kehon liikkeessä ja mekaanisessa työssä. Niitä kutsutaan myös sytoskeletaalisiksi moottoriproteiineiksi. Lineaariset molekyylimoottorit liikkuvat yksisuuntaisesti pitkin proteiinikomplekseja, jotka muodostavat molekyylimoottorin. Näillä lineaarisilla molekyylimoottoreilla on kyky käyttää kemiallista energiaa ATP-hydrolyysin muodossa, mikä mahdollistaa niiden liikkumisen lineaarisella radalla. On olemassa kytkentäreaktio, joka yleensä tapahtuu lineaarisen molekyylimoottorin kanssa ATP-hydrolyysin ja liikkeen suhteen.
Kuva 01: Aktiini- ja myosiinimolekyylit
On olemassa kaksi tärkeintä lineaarista molekyylimoottoria. Ne ovat aktiinimoottoreita ja mikrotubulumoottoreita. Aktiinimoottorit sisältävät myosiinit, kun taas mikrotubulusmoottorit sisältävät kinesiinit ja dyneiinit. Myosiinit kuuluvat aktiinimotoristen proteiinien superperheeseen. Ne osallistuvat kemiallisen energian muuntamiseen mekaaniseksi energiaksi, mikä synnyttää voimaa ja liikettä. Kinesiinit ovat eräänlaisia mikrotubulusmoottoreita, jotka osallistuvat pääasiassa karan muodostukseen mitoosin ja meioosin aikana. Ne ovat elintärkeitä karan muodostumiselle mitoottisessa ja meioottisessa kromosomien erottelussa solun aikana. Sitä vastoin dyneiinit ovat monimutkaisia motorisia molekyylejä, jotka osallistuvat solunsisäisiin kuljetusmekanismeihin.
Mitä ovat pyörivät molekyylimoottorit?
Pyörivät molekyylimoottorit osallistuvat pääasiassa energiantuotantoon ATP-syntaasikompleksin kautta ja helpottavat pyörivää liikettä kompleksin komponenttien välillä. Klassinen esimerkki pyörivästä molekyylimoottorista edustaa F0–F1 ATP-syntaasiproteiinien perhettä. ATP:n muodostuminen perustuu kalvon poikki olevaan protonigradienttiin. Tämä katalysoi motorisen molekyylikompleksin yksittäisten alayksiköiden pyörimistä, mikä johtaa ATP:n muodostumiseen.
Kuva 02: F0 – F1 ATP-syntaasi
Lisäksi bakteerien siimarakenteessa on myös pyöriviä molekyylimoottoreita. Se muodostaa pohjalevyn ja hallitsee bakteerien lippuliikettä pyörivän molekyylimoottorin kautta.
Mitä yhtäläisyyksiä lineaaristen ja pyörivien molekyylimoottorien välillä on?
- Lineaariset ja pyörivät moottorit ovat kahdenlaisia molekyylimoottoreita.
- Näitä molekyylimoottoreita on sekä eukaryootti- että prokaryoottisoluissa.
- Molemmat ovat proteiinialayksiköiden muotoja, jotka muodostavat komplekseja, jotka tunnetaan nimellä moottoreina.
- Molemmissa moottoreissa alayksiköiden kytkennällä on tärkeä rooli sen toiminnassa.
- Ne ovat aktiivisia molekyylejä.
- Molemmat käyttävät energiaa ATP-hydrolyysin tai protonien käyttövoiman muodossa.
- Ne helpottavat aktiivista liikkumista.
- Molemmat ovat tärkeitä solujen biokemiallisissa reiteissä.
- Lisäksi ne ovat tärkeitä kuljetusmekanismeissa.
Mitä eroa on lineaarisilla ja pyörivillä molekyylimoottoreilla?
Avainero lineaaristen ja pyörivien molekyylimoottorien välillä on niiden osoittama liiketyyppi. Lineaariset molekyylimoottorit helpottavat yksisuuntaista lineaarista liikettä ATP-hydrolyysin jälkeen, kun taas pyörivät molekyylimoottorit helpottavat pyörivää liikettä ATP-hydrolyysin jälkeen. Aktiinimolekyylimoottorit ja mikrotubulusmolekyylimoottorit ovat kaksi esimerkkiä lineaarisista molekyylimoottoreista, kun taas ATP-syntaasimoottorit ja flagellarimoottoriproteiinit ovat pyöriviä molekyylimoottoreita.
Alla oleva infografiikka tiivistää lineaari- ja molekyylimoottorien välisen eron.
Yhteenveto – Lineaariset vs. pyörivät molekyylimoottorit
Molekyylimoottorilla on tärkeä rooli biokemiallisten reittien välittämisessä sekä prokaryooteissa että eukaryooteissa. Molekyylimoottoreita on kahta päätyyppiä, kuten lineaariset molekyylimoottorit ja pyörivät molekyylimoottorit. Kuten sen nimi kertoo, lineaariset molekyylimoottorit helpottavat lineaarista liikettä monimutkaisen moottoriproteiinin yksittäisten alayksiköiden välillä, mikä johtaa lineaariseen yksisuuntaiseen liikkeeseen. Toisin kuin tämä molekyylimoottorien menetelmä, pyörivät moottorit mahdollistavat alayksiköiden pyörivän liikkeen muodostaen moottoriproteiinikompleksin. Näiden kahden tyyppisten moottoreiden täten saavuttama liikkeen ero helpottaa erilaisia toimintoja sekä prokaryooteissa että eukaryooteissa. Tämä on siis yhteenveto lineaaristen ja pyörivien molekyylimoottorien välisestä erosta.
