Sự khác biệt cơ bản giữa động cơ phân tử tuyến tính và động cơ quay chủ yếu nằm trên cơ sở chuyển động của các phức chất tạo thành protein vận động. Trong khi động cơ phân tử thẳng cho thấy chuyển động thẳng một chiều giữa các phức chất, thì động cơ phân tử quay cho thấy chuyển động quay xung quanh các phức chất khác nhau tạo thành động cơ phân tử.
Động cơ phân tử là những phân tử sinh học quan trọng tham gia vào nhiều phản ứng, đặc biệt liên quan đến việc tạo ra năng lượng dưới dạng adenosine triphosphate (ATP). Chúng đóng một vai trò quan trọng trong chuyển động hoặc công việc cơ học. Protein vận động sử dụng năng lượng tự do từ quá trình thủy phân ATP hoặc nucleotide triphosphate để tạo ra lực cơ học. Có hai loại động cơ phân tử là động cơ phân tử tuyến tính và động cơ phân tử quay. Chúng đại diện cho hai chế độ hoạt động của động cơ.
Động cơ phân tử tuyến tính là gì?
Động cơ phân tử tuyến tính đóng một vai trò quan trọng trong chuyển động và công việc cơ học của cơ thể. Chúng còn được gọi là protein vận động tế bào. Động cơ phân tử tuyến tính di chuyển theo phương thức một chiều dọc theo các phức hợp protein tạo thành động cơ phân tử. Các động cơ phân tử tuyến tính này có khả năng sử dụng năng lượng hóa học dưới dạng thủy phân ATP, cho phép chúng di chuyển theo đường thẳng. Có một phản ứng ghép đôi thường diễn ra với một động cơ phân tử thẳng về chuyển động và thủy phân ATP.
Hình 01: Các phân tử Actin và Myosin
Có hai động cơ phân tử tuyến tính chính. Chúng là động cơ actin và động cơ vi ống. Các động cơ actin bao gồm các myosin trong khi các động cơ vi ống bao gồm các kinesin và dynein. Các myosin thuộc về một siêu họ của các protein vận động actin. Chúng tham gia vào việc chuyển đổi năng lượng hóa học thành năng lượng cơ học, do đó tạo ra lực và chuyển động. Kinesins là một loại động cơ vi ống chủ yếu tham gia vào quá trình hình thành trục chính trong quá trình nguyên phân và meiosis. Chúng rất quan trọng đối với sự hình thành thoi phân bào và phân ly nhiễm sắc thể meiotic trong tế bào. Ngược lại, dynein là những phân tử vận động phức tạp tham gia vào cơ chế vận chuyển nội bào.
Động cơ phân tử quay là gì?
Động cơ phân tử quay chủ yếu tham gia vào quá trình tạo năng lượng thông qua phức hợp ATP synthase và tạo điều kiện cho chuyển động quay giữa các thành phần của phức hợp. Ví dụ cổ điển về động cơ phân tử quay đại diện cho họ protein F0–F1ATP. Việc tạo ra ATP dựa trên gradient proton tồn tại qua màng. Điều này xúc tác sự quay của các tiểu đơn vị riêng lẻ của phức hợp phân tử vận động, dẫn đến tạo ra ATP.
Hình 02: F0 - F1 ATP Synthase
Hơn nữa, động cơ phân tử quay cũng có trong cấu trúc trùng roi của vi khuẩn. Nó tạo thành tấm nền và quản lý sự di chuyển của các ngôi sao vi khuẩn thông qua động cơ phân tử quay.
Sự giống nhau giữa Động cơ phân tử tuyến tính và động cơ quay là gì?
- Động cơ quay và tuyến tính là hai loại động cơ phân tử.
- Những động cơ phân tử này có trong cả tế bào nhân thực và tế bào nhân sơ.
- Cả hai đều là dạng tiểu đơn vị protein tạo thành phức hợp được gọi là động cơ.
- Trong cả hai loại động cơ, khớp nối của các đơn vị con đóng một vai trò quan trọng trong chức năng của nó.
- Chúng là các phân tử hoạt động.
- Cả hai đều sử dụng năng lượng dưới dạng thủy phân ATP hoặc động lực proton.
- Chúng tạo điều kiện cho việc di chuyển tích cực.
- Cả hai đều quan trọng trong các con đường sinh hóa của tế bào.
- Hơn nữa, chúng rất quan trọng trong các cơ chế vận chuyển.
Sự khác biệt giữa Động cơ phân tử tuyến tính và động cơ quay là gì?
Sự khác biệt chính giữa động cơ phân tử tuyến tính và động cơ quay là kiểu chuyển động của chúng. Trong khi động cơ phân tử thẳng tạo điều kiện cho chuyển động thẳng một chiều sau khi thủy phân ATP, thì động cơ phân tử quay tạo điều kiện cho chuyển động quay sau khi thủy phân ATP. Động cơ phân tử actin và động cơ phân tử vi ống là hai ví dụ về động cơ phân tử tuyến tính trong khi động cơ tổng hợp ATP và protein động cơ hình cờ là động cơ phân tử quay.
Infographic dưới đây tóm tắt sự khác biệt giữa động cơ tuyến tính và động cơ phân tử.
Tóm tắt - Động cơ phân tử tuyến tính và quay
Động cơ phân tử đóng một vai trò quan trọng trong việc trung gian các con đường sinh hóa ở cả sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực. Có hai loại động cơ phân tử chính là động cơ phân tử tuyến tính và động cơ phân tử quay. Như tên gọi của nó, động cơ phân tử tuyến tính tạo điều kiện cho chuyển động tuyến tính giữa các tiểu đơn vị riêng lẻ của protein vận động phức tạp, dẫn đến chuyển động một chiều tuyến tính. Trái ngược với phương pháp này của động cơ phân tử, động cơ quay cho phép chuyển động quay của các tiểu đơn vị, tạo thành phức hợp protein vận động. Sự khác biệt về chuyển động do hai loại động cơ này đạt được tạo điều kiện cho các chức năng khác nhau ở cả sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực. Vì vậy, đây là tóm tắt về sự khác biệt giữa động cơ phân tử quay và tuyến tính.
