WYKŁADY OTWARTE - ARCHIWUM FILMOWE


IV EDYCJA 2004/2005 - WYKŁAD 23


BIOLOGICZNE MASZYNY MOLEKULARNE
prof. dr hab. Michał Kurzyński
15.12.2004

Czas trwania: 32''


film niedostępny na DVD

  BIOLOGICZNE MASZYNY MOLEKULARNE

BIOLOGICZNE MASZYNY MOLEKULARNE

BIOLOGICZNE MASZYNY MOLEKULARNE

BIOLOGICZNE MASZYNY MOLEKULARNE
Transmisja internetowa: M.Karlic, M.Światłowski - Pracownia Komputerowa Wydziału Fizyki UAM
Montaż cyfrowy (komputerowy): M.Latosińska.
Zapis filmowy: Uniwersyteckie Studio Filmowe Ośrodka Dydaktyczno-Multimedialnego WF UAM
STRESZCZENIE

Z punktu widzenia skutków działania nie ma istotnej różnicy pomiędzy ludzkim mięśniem a, na przykład, silnikiem spalinowym. Obie maszyny wykonują makroskopową pracę mechaniczną kosztem pewnej reakcji chemicznej - hydrolizy ATP czy utleniania odpowiedniego paliwa. Mięsień różni się jednak zasadniczo od silnika spalinowego budową, która jest nie makroskopowa, lecz mezoskopowa, na poziomie biomolekularnym. Skurcz mięśnia spowodowany jest wzajemnym przesuwaniem się białkowych włókienek aktynowych i miozynowych. Właściwym silnikiem molekularnym jest główka miozynowa - białko o rozmiarach kilkunastu nanometrów (nanometr jest jedną miliardową częścią metra) składajace się z kilkunastu tysięcy atomów. Z punktu widzenia tradycyjnej fizyki nie jest to układ ani duży ani mały, dlatego właśnie nazywamy go mezoskopowym (lub, ze względu na charakterystyczną jednostkę rozmiaru, nanoskopowym). W równowadze termodynamicznej silniki molekularne, w szczególności główka miozynowa, poruszają się przypadkowym ruchem termicznym to w jednym, to w drugim kierunku i dopiero dostarczenie ATP czyni ten ruch uporządkowanym i zdolnym do wykonania makroskopowej pracy. Poznamy także inne biologiczne maszyny molekularne - pompy elektronów i protonów w wewnętrznych błonach mitochondriów i chloroplastów. Są to wysokowydajne ogniwa paliwowe i fotoogniwa, w ostatecznym rachunku produkujące uniwersalne źródło energii biologicznej, cząsteczki ATP. Współczesna fizyka dysponuje potężnymi narzędziami do badania biologicznych maszyn molekularnych, zarówno doświadczalnymi (rozpraszanie promieni rentgenowskich i neutronów czy pułapki laserowe), numerycznymi (duże symulacje komputerowe), jak i teoretycznymi (modele błądzenia przypadkowego na fraktalach).

O WYKŁADOWCY

Michał KURZYŃSKI jest profesorem zwyczajnym fizyki teoretycznej na Wydziale Fizyki UAM. Głównymi dziedzinami jego zainteresowań badawczych są fizyka ciała stałego, fizyka statystyczna daleko od stanu równowagi termodynamicznej i biofizyka. Prowadził wykłady kursowe i monograficzne prawie ze wszystkich działów fizyki, poczynając od metod matematycznych mechaniki kwantowej poprzez teorię ciała stałego na biofizyce molekularnej kończąc. Współpracuje z wieloma ośrodkami naukowymi Europy a także Kanady. Jest autorem kilkudziesięciu oryginalnych prac naukowych i współautorem jednej książki wydanej w Stanach Zjednoczonych. Pozanaukowo zajmuje go muzyka, filozofia, narty i turystyka.



Zdjęcia: K. Fryś, M. Nowak, M. Wachowicz.
Transmisja on-line: Pracownia Demonstracji i Popularyzacji Fizyki Wydziału Fizyki UAM, PK WF UAM, PCSS, CIM. Streaming: M. Karlic, M. Światłowski.
Copyright 2003-2013 J. Latosińska, M. Latosińska