|
|
@ -7,11 +7,10 @@ Gli stimoli meccanici rivestono nell'ambito dei sistemi biologici un |
|
|
|
ruolo importante nel determinare il corretto funzionamento di cellule, |
|
|
|
tessuti e organismi complessi. |
|
|
|
|
|
|
|
Mentre tradizionalmente la biologia si è occupata di |
|
|
|
studiare come processi cellulari e inter-cellulari fossero regolati |
|
|
|
dallo scambio di molecole biologiche, il ruolo degli stimoli |
|
|
|
meccanici è stato a lungo ritenuto marginale nella descrizione di |
|
|
|
questi processi. |
|
|
|
Mentre tradizionalmente la biologia si è occupata di studiare come |
|
|
|
processi cellulari e inter-cellulari fossero regolati dallo scambio |
|
|
|
di molecole biologiche, il ruolo degli stimoli meccanici è stato a |
|
|
|
lungo ritenuto marginale nella descrizione di questi processi. |
|
|
|
|
|
|
|
Lo sviluppo di tecniche sempre più avanzate e precise per la |
|
|
|
visualizzazione e la manipolazione di molecole all'interno di campioni |
|
|
@ -31,23 +30,39 @@ Esistono diversi tipi di giunzioni cellulari, responsabili di |
|
|
|
specifiche funzioni e caratterizzate dalla reciproca interazione di |
|
|
|
diversi tipi di proteine. La dinamica della loro interazione viene |
|
|
|
modificata e modulata dalle sollecitazioni meccaniche esterne, |
|
|
|
permettendo alle giunzioni di comportarsi come \emph{trasduttori} di segnali meccanici. |
|
|
|
permettendo alle giunzioni di comportarsi come \emph{trasduttori} |
|
|
|
di segnali meccanici. |
|
|
|
|
|
|
|
Per osservare e descrivere quantitativamente questi effetti di |
|
|
|
\emph{meccano-trasduzione} una strada molto promettente è |
|
|
|
rappresentata dalla manipolazione in vitro di singole molecole |
|
|
|
utilizzando pinzette ottiche. |
|
|
|
|
|
|
|
Le pinzette ottiche permettono di sondare il comportamento di |
|
|
|
complessi proteici sottoposti a stimoli meccanici variabili, |
|
|
|
osservando |
|
|
|
ad esempio come questi posssano modulare l'interazione tra due |
|
|
|
proteine diverse. La teoria alla base del loro funzionamento è |
|
|
|
complessi proteici sottoponendo le singole molecole a stimoli |
|
|
|
meccanici controllati e andando ad osservare come la dinamica delle |
|
|
|
interazioni dipenda dalle forze esterne. |
|
|
|
La teoria alla base del loro funzionamento è |
|
|
|
introdotta nella sezione \ref{sec:ot}. |
|
|
|
|
|
|
|
Per indagare la dinamica delle interazioni tra due |
|
|
|
macromolecole (proteine) soggette a stimoli meccanici |
|
|
|
è possibile eseguire esperimenti di spettroscopia |
|
|
|
\textit{force-clamp}, ottimizzando il sistema per |
|
|
|
mantenere sulle |
|
|
|
molecole una tensione costante ed osservare il tempo di |
|
|
|
vita delle interazioni. |
|
|
|
Quando queste interazioni sono molto rapide e |
|
|
|
Per indagare la dinamica delle interazioni tra due macromolecole |
|
|
|
(proteine ad esempio) soggette a stimoli meccanici è possibile |
|
|
|
eseguire esperimenti di \emph{spettroscopia di forza}, in cui si va |
|
|
|
ad osservare il comportamento delle molecole applicandovi forze |
|
|
|
di trazione o torsione dall'esterno. |
|
|
|
La spettroscopia di forza può essere realizzata sperimentalmente |
|
|
|
con diverse tecniche, tra le quali la microscopia a forza atomica e |
|
|
|
le pinzette ottiche. |
|
|
|
|
|
|
|
Quando la dinamica delle interazioni studiate cambia molto |
|
|
|
rapidamente, come nel caso di affinità deboli o rapidi cambiamenti |
|
|
|
conformazionali, è necessario sviluppare metodi che abbiano tempi |
|
|
|
di risposta molto brevi, sotto il millisecondo. |
|
|
|
|
|
|
|
Un sistema con queste caratteristiche è stato sviluppato in \cite{}, |
|
|
|
utilizzando due pinzette ottiche la cui posizione può essere |
|
|
|
controllata in maniera ultraveloce attraverso modulatori |
|
|
|
acusto-ottici (AOM). In questo modo è |
|
|
|
intermittenti è necessario che le pinzette ottiche siano |
|
|
|
combinate con tecniche ultraveloci per il posizionamento |
|
|
|
delle trappole e il rilevamento degli spostamenti degli oggetti intrappolati. L'idea alla base di questi |
|
|
|