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@ -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


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