Language
Country/Area
No result found
Tetesan misterius di dalam sel: Bagaimana pemisahan fase mengubah biologi?
Dalam bidang biokimia, kondensat biomolekuler merupakan golongan organel tanpa membran dan subdomain organel yang bertanggung jawab untuk menjalankan fungsi khusus di dalam sel. Komposisi kondensat ini tidak dikontrol oleh membran batas, tetapi membentuk dan memelihara jaringan melalui berbagai proses yang berbeda. Proses yang paling dikenal adalah pemisahan fase protein, RNA, dan makromolekul biologis lainnya untuk membentuk agregat seperti emulsi koloid, gel, kristal cair, kristal padat, atau agregat intraseluler.
Munculnya kondensat biomolekuler telah sepenuhnya mengubah pemahaman kita tentang struktur dan fungsi internal sel.
Latar belakang sejarah
Teori sel mikro
Teori sel mikro diajukan oleh Carl Negelli pada tahun 1858, yang mempelajari granula pati secara terperinci. Ia meyakini bahwa zat amorf seperti pati dan selulosa tersusun dari blok-blok penyusun yang tersusun dalam kristal-kristal lepas untuk membentuk sel-sel mikro. Air dapat menembus di antara sel-sel mikro ini, dan sel-sel mikro baru dapat terbentuk di antara sel-sel mikro lama. Model ini telah digunakan tidak hanya untuk menggambarkan pembengkakan butiran pati, tetapi juga untuk selulosa di dinding sel tanaman.
Teori pemisahan fase koloid
Pada akhir abad ke-19, William Bate Hardy dan Edmund Beecher Wilson menggambarkan sitoplasma (yang saat itu disebut "protoplasma") sebagai koloid. Dalam studinya tentang globulin, Hardy menghubungkan pembentukan koloid biologis dengan pemisahan fase, menekankan bagaimana partikel koloid terdispersi dalam pelarut dan membentuk fase internal. Dalam studi selanjutnya, para ilmuwan mulai mengkaji ulang pentingnya pemisahan fase dalam struktur internal sel.
Tinjauan pemisahan fase
Seiring dengan peningkatan mikroskopi konfokal pada akhir abad ke-20, para peneliti menemukan bahwa protein, RNA, atau karbohidrat dapat terkonsentrasi dalam banyak kelompok sel tanpa membran. Selama periode ini, konsep pemisahan fase diperkenalkan kembali ke dalam biologi sel, dan konsep pemisahan fase makromolekul biologis dalam sel diusulkan.
Contoh pemisahan fase
Kondensat sitoplasma
Banyak kondensat yang ditemukan dalam sitoplasma, seperti badan Lewy, butiran stres, butiran P, dll., terbentuk melalui pemisahan fase cair-cair atau cair-padat. Struktur ini memiliki fungsi biologis penting dalam sel, dan karakteristik morfologis dan dinamisnya semakin banyak mendapat perhatian penelitian.
Kondensat intranuklear
Nukleolus, bintik nuklir, dan struktur intranuklear lainnya juga diperkirakan terbentuk melalui mekanisme pemisahan fase yang mirip dengan yang ada di dalam sitoplasma, yang sekali lagi menargetkan kategori kondensat biomolekuler.
Peran pemisahan fase dalam biologi
Pemisahan fase dianggap sebagai inti dari sinergi intraseluler, dan banyak proses biologis seperti transduksi sinyal, regulasi ekspresi gen, dll. telah terbukti terkait dengan struktur fibrilar dan pemisahan fase tetesan. Misalnya, kompleks supramolekuler dalam jalur pensinyalan Wnt terdiri dari protein Dsh melalui pemisahan dan agregasi fase, sehingga memainkan peran penting dalam transmisi sinyal.
Banyak proses pemisahan fase yang terkait erat antara kesehatan seluler dan kondisi penyakit, dan eksplorasi penyakit menjadi arah penting untuk penelitian biomedis di masa mendatang.
Kondensat biomolekuler sintetis
Dalam biologi sintetis, para ilmuwan telah mulai mengembangkan kondensat biomolekuler sintetis yang dapat digunakan untuk mengeksplorasi organisasi dan fungsi seluler. Melalui desain dan kontrol yang fleksibel, kondensat sintetis dapat memberikan reaktivitas, efisiensi, dan kemampuan pengaturan serta dapat digunakan sebagai platform pengiriman obat.
Metode penelitian
Untuk memperoleh pemahaman yang lebih mendalam tentang sifat dinamis kondensasi biomolekuler ini dan prinsip dasar pengoperasian sel, para ilmuwan menggunakan berbagai teknik untuk mengamati dan mempelajari, termasuk mikroskopi resolusi tinggi, pelabelan protein, dan pencitraan sel hidup. Metode-metode ini memungkinkan mereka untuk melacak dan memanipulasi perilaku kondensat lebih jauh memajukan kemajuan dalam bidang biologi dan kedokteran.
Seiring dengan semakin mendalamnya pemahaman kita tentang kondensat biomolekuler, kita mungkin dapat lebih jelas mengeksplorasi perannya dalam biologi di masa depan, dan bahkan dapat membuka ide-ide baru untuk mengobati berbagai penyakit. Seberapa besar pengaruh struktur misterius dalam keadaan cair ini terhadap operasi kehidupan?
