ההבדל העיקרי בין מנועים מולקולריים ליניאריים לסיבוביים הוא בעיקר על בסיס תנועת הקומפלקסים היוצרים את החלבון המוטורי. בעוד מנועים מולקולריים ליניאריים מראים תנועה ליניארית חד-כיוונית בין קומפלקסים, מנועים מולקולריים סיבוביים מראים תנועות סיבוביות סביב מתחמים שונים היוצרים את המנוע המולקולרי.
מנועים מולקולריים הם ביומולקולות חשובות שלוקחות חלק בתגובות רבות, במיוחד הקשורות לייצור אנרגיה במונחים של אדנוזין טריפוספט (ATP). הם ממלאים תפקיד מרכזי בתנועה או בעבודה מכנית. חלבונים מוטוריים משתמשים באנרגיה חופשית מהידרוליזה של ATP או נוקלאוטיד טריפוספט על מנת לייצר כוח מכני.ישנם שני סוגים של מנועים מולקולריים כמו מנועים מולקולריים ליניאריים ומנועים מולקולריים סיבוביים. הם מייצגים שני מצבי פעולת מנוע.
מהם מנועים מולקולריים ליניאריים?
מנועים מולקולריים לינאריים ממלאים תפקיד חשוב בתנועה ובעבודה המכנית של הגוף. הם נקראים גם חלבונים מוטוריים ציטושלדיים. מנועים מולקולריים ליניאריים נעים בצורה חד-כיוונית לאורך מתחמי החלבונים היוצרים את המנוע המולקולרי. למנועים מולקולריים ליניאריים אלו יש את היכולת להשתמש באנרגיה כימית בצורה של הידרוליזה של ATP, המאפשרת להם לנוע במסלול ליניארי. יש תגובת צימוד שמתרחשת בדרך כלל עם מנוע מולקולרי ליניארי מבחינת הידרוליזה ותנועה של ATP.
איור 01: מולקולות אקטין ומיוזין
ישנם שני מנועים מולקולריים עיקריים. הם מנועי אקטין ומנועי microtubule. מנועי האקטין כוללים מיוזינים ואילו מנועי המיקרוטובול כוללים את הקינסינים והדיניינים. מיוזינים שייכים למשפחת-על של חלבונים מוטוריים אקטין. הם מעורבים בהמרת אנרגיה כימית לאנרגיה מכנית, ובכך מייצרים כוח ותנועה. קינסינים הם סוג של מנועים מיקרוטובוליים שעיקרם לוקחים חלק ביצירת ציר במהלך מיטוזה ומיוזה. הם חיוניים ליצירת ציר בהפרדת כרומוזומים מיטוטיים ומיוטים במהלך התא. לעומת זאת, דיניינים הם מולקולות מוטוריות מורכבות בהרבה המשתתפות במנגנוני הובלה תוך תאיים.
מהם מנועים מולקולריים רוטריים?
מנועים מולקולריים סיבוביים לוקחים חלק בעיקר ביצירת האנרגיה באמצעות קומפלקס ATP synthase ומקלים על התנועה הסיבובית בין מרכיבי הקומפלקס. הדוגמה הקלאסית של מנוע מולקולרי סיבובי מייצגת את משפחת חלבוני סינתאז ATP של F0–F1.היצירה של ATP מבוססת על שיפוע הפרוטונים הקיים על פני הממברנה. זה מזרז את הסיבוב של תת-היחידות הבודדות של קומפלקס המולקולה המוטורית שגורם ליצירת ATP.
איור 02: F0 – F1 ATP Synthase
יתר על כן, מנועים של מולקולות סיבוביות קיימים גם במבנה הדגל החיידקי. הוא יוצר את לוחית הבסיס ומנהל את תנועת הדגל החיידקית דרך המנוע המולקולרי הסיבובי.
מהם הדמיון בין מנועים מולקולריים ליניאריים וסיבוביים?
- מנועים לינאריים ומנועים סיבוביים הם שני סוגים של מנועים מולקולריים.
- מנועים מולקולריים אלה קיימים בתאים איקריוטים ופרוקריוטיים כאחד.
- שתיהן צורות של תת-יחידות חלבון היוצרות קומפלקסים המכונים מנועים.
- בשני סוגי המנועים, הצימוד של יחידות המשנה משחק תפקיד חשוב בתפקודו.
- הן מולקולות פעילות.
- שניהם מנצלים אנרגיה בצורה של הידרוליזה של ATP או כוח מניע פרוטונים.
- הם מאפשרים תנועה אקטיבית.
- שניהם חשובים במסלולים ביוכימיים של התאים.
- יתר על כן, הם חשובים במנגנוני תחבורה.
מה ההבדל בין מנועים מולקולריים ליניאריים ורוטריים?
ההבדל העיקרי בין מנועים מולקולריים ליניאריים ומנועים סיבוביים הוא סוג התנועה שהם מראים. בעוד מנועים מולקולריים ליניאריים מאפשרים תנועה ליניארית חד-כיוונית בעקבות הידרוליזה של ATP, מנועים מולקולריים סיבוביים מקלים על תנועה סיבובית בעקבות הידרוליזה של ATP. מנועים מולקולריים של אקטין ומנועי מולקולות מיקרו-צינוריות הם שתי דוגמאות למנועים מולקולריים ליניאריים בעוד שמנועי סינתאז ATP וחלבוני מנועים דגלים הם מנועים מולקולריים סיבוביים.
האינפוגרפיה שלהלן מסכמת את ההבדל בין מנועים ליניאריים ומנועים מולקולריים.
סיכום – מנועים מולקולריים ליניאריים לעומת רוטריים
מנועים מולקולריים ממלאים תפקיד חשוב בתיווך מסלולים ביוכימיים גם בפרוקריוטים וגם באוקריוטים. ישנם שני סוגים עיקריים של מנועים מולקולריים כמו מנועים מולקולריים ליניאריים ומנועים מולקולריים סיבוביים. כפי ששמו מרמז, מנועים מולקולריים ליניאריים מאפשרים תנועה ליניארית בין תת-היחידות הבודדות של החלבון המוטורי המורכב, מה שמביא לתנועה חד-כיוונית ליניארית. בניגוד לשיטה זו של מנועים מולקולריים, מנועים סיבוביים מאפשרים תנועה סיבובית של תת-היחידות, ויוצרות את קומפלקס החלבון המוטורי. ההבדל בתנועה שהושג כך על ידי שני סוגי מנועים אלה מקל על פונקציות שונות הן בפרוקריוטים והן באוקריוטים.אז זהו סיכום ההבדל בין מנועים מולקולריים ליניאריים לסיבוביים.
