En 1867, en un intento de poner a prueba sus ideas sobre los orígenes de la ciencia de la termodinámica, el físico James Clerk Maxwell imaginó un diablo inteligente Ordena las moléculas entre los dos recipientes según su energía.
En 2023, es posible que se haya inventado una versión menos malvada del monstruo imaginario de Maxwell.
Según un nuevo estudio realizado por investigadores de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) en Suiza, las proteínas que se encuentran en las membranas celulares… Transportador de casete de unión a ATP (ABC). Tienen características que imitan a los fantasmas de Maxwell, lo que les permite clasificar los sustratos.
De hecho, los transportadores ABC existen desde hace miles de millones de años y se encuentran en casi todos los organismos. Además, está en armonía con la naturaleza. Leyes de la termodinámica.
Resulta que Maxwell, sin darse cuenta, estaba describiendo un aspecto fundamental de la vida.
«Hemos demostrado que ABC es el verdadero fantasma de Maxwell». Él dice Paulo de los Ríos es jefe del Laboratorio de Biología Estadística de la EPFL.
«Los aspectos emergentes de este modelo incluyen medición, concepto, reformulación de los malvados pasos de Maxwell, requisitos de energía e interpretación en termodinámica informacional».
El monstruo descrito por Maxwell controla una puerta entre las dos cámaras de gas, que permite que las moléculas energéticas vayan en un sentido y las frías en el otro, contra un equilibrio que equilibra la distribución.
Como parte del sistema (y un pequeño demonio mágico, independiente de la energía), el demonio generará energía a partir de la energía generada. diferencia de temperatura De la nada.
Por supuesto Dado que se requiere trabajo para medir y recordar la velocidad de una partícula, las leyes de la termodinámica establecen que la energía no puede surgir de la nada.
Sin embargo, a menudo se encuentran anomalías en la naturaleza, como la diferencia de temperatura en la caja de Maxwell y las diferencias de concentración de las moléculas dentro y fuera de la célula.
Los científicos han previamente sospechado Algo como el monstruo de Maxwell puede estar involucrado en el proceso de transporte de moléculas, que requiere mucha energía, contra el flujo del gradiente de concentración normal. Pero esta es la primera vez que se describe y diseña una arquitectura de información para un sistema de este tipo, remontándonos al famoso experimento mental de Maxwell.
Lo que los investigadores sugieren es que el transportador ABC, ubicado en la membrana celular, controla el flujo de moléculas como el diablo de Maxwell, es decir, aprovecha la energía del ATP (Trifosfato de adenosina) molécula para activar el proceso.
La estructura bioquímica del transportador se mide, conceptualiza y reordena dependiendo de la posición de la molécula transportada como se muestra en el diagrama anterior.
Este es un descubrimiento importante porque nos enseña más sobre cómo las células regulan su entorno y se adaptan a sus necesidades, gestionando la importación y exportación de moléculas, como el pequeño diablo a la puerta de la célula.
Aunque los investigadores hicieron algunas simplificaciones para que sus cálculos fueran exitosos, creen que lo que demuestran en su artículo se puede aplicar a sistemas más complejos, que se encuentran ampliamente distribuidos en la naturaleza.
«Este enfoque sirve como un marco conceptual útil para comprender los complejos circuitos bioquímicos de estos sistemas». El escribio Los investigadores en su artículo publicado.
Este estudio fue publicado Contacto Física.
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