Kľúčový rozdiel medzi lineárnymi a rotačnými molekulárnymi motormi je hlavne na základe pohybu komplexov, ktoré tvoria motorický proteín. Zatiaľ čo lineárne molekulárne motory vykazujú jednosmerný lineárny pohyb medzi komplexmi, rotačné molekulárne motory vykazujú rotačné pohyby okolo rôznych komplexov tvoriacich molekulárny motor.
Molekulárne motory sú dôležité biomolekuly, ktoré sa zúčastňujú mnohých reakcií, najmä spojených s tvorbou energie v zmysle adenozíntrifosfátu (ATP). Hrajú kľúčovú úlohu pri pohybe alebo mechanickej práci. Motorické proteíny využívajú voľnú energiu z hydrolýzy ATP alebo nukleotidtrifosfátu, aby vytvorili mechanickú silu. Existujú dva typy molekulárnych motorov ako lineárne molekulárne motory a rotačné molekulárne motory. Predstavujú dva režimy prevádzky motora.
Čo sú lineárne molekulárne motory?
Lineárne molekulárne motory hrajú dôležitú úlohu v pohybe a mechanickej práci tela. Nazývajú sa tiež cytoskeletálne motorické proteíny. Lineárne molekulárne motory sa pohybujú jednosmerným spôsobom pozdĺž proteínových komplexov, ktoré tvoria molekulárny motor. Tieto lineárne molekulárne motory majú schopnosť využívať chemickú energiu vo forme hydrolýzy ATP, čo im umožňuje pohybovať sa v lineárnej dráhe. Existuje väzbová reakcia, ktorá zvyčajne prebieha s lineárnym molekulárnym motorom v zmysle hydrolýzy a pohybu ATP.
Obrázok 01: Molekuly aktínu a myozínu
Existujú dva hlavné lineárne molekulárne motory. Sú to aktínové motory a mikrotubulové motory. Aktínové motory zahŕňajú myozíny, zatiaľ čo mikrotubulové motory zahŕňajú kinezíny a dyneíny. Myozíny patria do superrodiny aktínových motorických proteínov. Podieľajú sa na premene chemickej energie na mechanickú, čím vytvárajú silu a pohyb. Kinezíny sú typom mikrotubulových motorov, ktoré sa podieľajú hlavne na tvorbe vretienka počas mitózy a meiózy. Sú životne dôležité pre tvorbu vretienka pri mitotickej a meiotickej separácii chromozómov počas bunky. Naproti tomu dyneíny sú oveľa komplexnejšie motorické molekuly, ktoré sa podieľajú na mechanizmoch vnútrobunkového transportu.
Čo sú rotačné molekulárne motory?
Rotačné molekulárne motory sa podieľajú hlavne na tvorbe energie prostredníctvom komplexu ATP syntázy a uľahčujú rotačný pohyb medzi zložkami komplexu. Klasický príklad rotačného molekulárneho motora predstavuje rodinu proteínov F0–F1 ATP syntázy. Tvorba ATP je založená na protónovom gradiente, ktorý existuje cez membránu. To katalyzuje rotáciu jednotlivých podjednotiek komplexu motorických molekúl, čo vedie k tvorbe ATP.
Obrázok 02: F0 – F1 ATP syntáza
V štruktúre bičíka baktérií sú navyše prítomné aj rotačné molekulové motory. Tvorí základnú dosku a riadi bakteriálny bičíkový pohyb prostredníctvom rotačného molekulárneho motora.
Aké sú podobnosti medzi lineárnymi a rotačnými molekulárnymi motormi?
- Lineárne a rotačné motory sú dva typy molekulárnych motorov.
- Tieto molekulárne motory sú prítomné v eukaryotických aj prokaryotických bunkách.
- Obe sú formy proteínových podjednotiek tvoriacich komplexy známe ako motory.
- V oboch typoch motorov zohráva spojenie podjednotiek dôležitú úlohu v ich funkcii.
- Sú to aktívne molekuly.
- Obe využívajú energiu vo forme hydrolýzy ATP alebo protónovej hnacej sily.
- Uľahčujú aktívny pohyb.
- Obe sú dôležité v biochemických dráhach buniek.
- Okrem toho sú dôležité v transportných mechanizmoch.
Aký je rozdiel medzi lineárnymi a rotačnými molekulárnymi motormi?
Kľúčový rozdiel medzi lineárnymi a rotačnými molekulárnymi motormi je typ pohybu, ktorý vykazujú. Zatiaľ čo lineárne molekulárne motory uľahčujú jednosmerný lineárny pohyb po hydrolýze ATP, rotačné molekulárne motory uľahčujú rotačný pohyb po hydrolýze ATP. Aktínové molekulárne motory a mikrotubulové molekulové motory sú dva príklady lineárnych molekulárnych motorov, zatiaľ čo ATP syntázové motory a bičíkové motorové proteíny sú rotačné molekulárne motory.
Nasledujúca infografika sumarizuje rozdiel medzi lineárnymi a molekulárnymi motormi.
Zhrnutie – Lineárne vs rotačné molekulárne motory
Molekulárne motory hrajú dôležitú úlohu pri sprostredkovaní biochemických dráh v prokaryotoch aj eukaryotoch. Existujú dva hlavné typy molekulárnych motorov ako lineárne molekulárne motory a rotačné molekulárne motory. Ako už názov napovedá, lineárne molekulárne motory uľahčujú lineárny pohyb medzi jednotlivými podjednotkami komplexného motorického proteínu, čo vedie k lineárnemu jednosmernému pohybu. Na rozdiel od tejto metódy molekulárnych motorov umožňujú rotačné motory rotačný pohyb podjednotiek tvoriacich motorický proteínový komplex. Rozdiel v pohybe takto dosiahnutý týmito dvoma typmi motorov uľahčuje rôzne funkcie v prokaryotoch aj eukaryotoch. Toto je zhrnutie rozdielu medzi lineárnymi a rotačnými molekulárnymi motormi.
