Language
Country/Area
No result found
Please try again with a different
query
"Never
Stop
Questioning"
Резонансный перенос энергии флуоресценции одиночной молекулы: как раскрыть тайну биомолекул?
<р>
В биофизике метод резонансного переноса энергии флуоресценции отдельных молекул (smFRET) быстро становится ключевой технологией, позволяющей измерять расстояния между отдельными биомолекулами с точностью от 1 до 10 нанометров. Этот метод не только позволяет более детально рассмотреть молекулы, но и выявляет многие динамические особенности поведения, которые невозможно исследовать с помощью традиционных коллективных измерений.
<р> Используя технологию FRET, исследователи могут наблюдать динамические процессы внутри молекул и между ними, такие как сворачивание и разворачивание ДНК, РНК и белков. Этот метод имеет большое значение для таких приложений, как химическое зондирование и биологическое обнаружение, поскольку посредством наблюдения на уровне отдельных молекул ученые могут получить наиболее реалистичные данные о поведении молекул.Мощь метода FRET для отдельных молекул заключается в его способности разрешать сигнал FRET каждой молекулы, тем самым раскрывая ее кинетическую информацию.
Методы измерения
<р> Измерения FRET отдельных молекул обычно проводятся с помощью флуоресцентной микроскопии, при этом молекулы могут быть иммобилизованы на поверхности или свободно диффундировать. Исследователи используют мощный источник света, например лазер, для возбуждения пары FRET, генерируя достаточно флуоресцентного сигнала для обнаружения отдельной молекулы. Для снижения уровня шума в исследованиях часто сочетают полнопольную многофотонную микроскопию с флуоресцентной микроскопией полного внутреннего отражения (TIRF).<р> В экспериментах с поверхностной иммобилизацией биомолекулы, несущие флуоресцентные метки, иммобилизуются на поверхности покровного стекла, и непрерывно собираются флуоресцентные изображения. Подобные эксперименты позволяют наблюдать за одновременным переключением множества молекул в течение длительного времени, пока не произойдет тушение флуоресценции. Напротив, smFRET со свободной диффузией можно наблюдать, поскольку молекулы в образце жидкости диффундируют естественным образом, что делает отслеживание изменений более гибким.Изменения сигнала FRET отдельных молекул помогают выявить динамическое поведение системы в равновесии.
Анализ данных
<р> Данные smFRET обычно включают временные следы двухкрасочной системы, интенсивности флуоресценции донора и акцептора. Исследователи используют оптические фильтры или светоделители для разделения излучений двух красителей, а затем данные рассчитываются для получения эффективности FRET. Поскольку данные могут содержать сигналы неполной маркировки или агрегации, для обеспечения точности данных обычно требуются различные сложные аналитические программы. <р> Контроль шума также является важной частью обработки данных. Обнаруженный шум может быть следствием считывания данных с камеры, шума затвора и изменений в самом образце, поэтому крайне важно удалить недействительные данные и улучшить соотношение сигнал/шум.Идентификация состояния и анализ скорости
<р> Для анализа данных smFRET разработано множество алгоритмов, наиболее часто используемые из которых включают пороговое значение и скрытые марковские модели (HMM). Эти методы позволяют идентифицировать переходы состояний по временным траекториям и далее рассчитывать константы скорости перехода между состояниями. Этот анализ имеет решающее значение для понимания того, как молекулы взаимодействуют и трансформируются во времени и пространстве.<р> Технология переноса энергии резонансной флуоресценции одиночных молекул продолжает расширять наше понимание биологических систем, и ее потенциал в биомедицине и материаловедении получает все большее признание. С постоянным развитием технологий мы, возможно, сможем исследовать тайны молекулярного мира более точно. Изменит ли это направление наших исследований в области биологических наук?Благодаря smFRET ученые могут наблюдать мельчайшие изменения в молекулярной структуре и динамике с совершенно новой точки зрения.
Trending Knowledge
Тайна FRET одиночной молекулы: как она раскрывает информацию, недоступную с помощью обычных измерений?
Находясь на переднем крае биофизики, технология резонансного переноса энергии флуоресценции одиночных молекул (smFRET) стала революционным инструментом для изучения внутренней структуры и динамики био
Знаете ли вы, как технология smFRET может исследовать молекулярную динамику на наноуровне?
<р>
В биофизике технология резонансной передачи энергии флуоресценции одиночных молекул (smFRET) меняет наше понимание молекулярной динамики. Этот метод позволяет ученым исследовать динамические п