اغلب، مرحله محدودکننده برای واکنش‌های بیوشیمیایی مدت زمانی است که طول می‌کشد مولکول‌ها به جایی که باید، بروند. اندازه‌گیری‌ها نشان داده‌اند که حرکت مولکول‌ها در سیتوپلاسم سلولی، یک مرتبه بزرگی کوچکتر از جنبش آن‌ها در محلول‌های آبی است اما مشخص نیست دلیلش آهنگ نفوذ کمتر در سیتوپلاسم متراکم است یا ناشی از برهمکنش های چسبان با ترکیبات سلولی.

   همانطور که در Physical Review E گزارش شده، مقایسه آزمایش‌های دنبال‌کننده پروتئین‌های فلورسنت در هنگام نفوذ به سلول با شبیه‌سازی رایانه‌ای همین فرایند، می‌تواند درک بهتری نصیب ما کند. یوریکو لیل[1] از دانشگاه پوردو، ایندیانا و همکارانش سلول های E.coli را مطالعه کردند که با تغییر ژنتیک، پروتئین فلورسنت سبز را نشان دهند. برای تعقیب مسیر یک پروتئین فلورسنت سبز در هنگام نفوذ به سیتوپلاسم، نویسندگان از میکروسکوپ استفاده کردند. ضمن عکسبرداری با آهنگ‌های متفاوت 60 تا 1000 فریم در ثانیه، محققان توانستند بازه‌ای از مقیاس‌های زمانی و طولی به دست آورند که با شبیه‌سازی رایانه‌ای مقایسه شدند. همچنین، آن ها نفوذ پروتئین در سیتوپلاسم را با غلظت های گوناگونی از اجرام کروی کوچک شبیه سازی کردند؛ این کره ها نقش مانع را بازی می‌کردند.

    آنان نتیجه گرفتند که در حرکت پروتئین‌ها در سیتوپلاسم، کاهش اندازه‌گیری شده را می‌توان به کاهش فضای حرکت در سیتوپلاسم متراکم نسبت داد. اگرچه، نمی‌توان سهم برهمکنش با ترکیبات سلولی را نیز نادیده گرفت.

مرجع

Single-molecule study of molecular mobility in the cytoplasm of Escherichia coli, Yoriko Lill, Wallace A. Kaserer, Salete M. Newton, Markus Lill, Phillip E. Klebba, and Ken Ritchie, Phys. Rev. E 86, 021907 (2012)

منبع

Tracking the Movement of Single Molecules in Cells, APS News, August 9, 2012, link