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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, ruolo importante nel determinare il corretto funzionamento di cellule,
tessuti e organismi complessi. 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 Lo sviluppo di tecniche sempre più avanzate e precise per la
visualizzazione e la manipolazione di molecole all'interno di campioni 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 specifiche funzioni e caratterizzate dalla reciproca interazione di
diversi tipi di proteine. La dinamica della loro interazione viene diversi tipi di proteine. La dinamica della loro interazione viene
modificata e modulata dalle sollecitazioni meccaniche esterne, 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 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}. 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 intermittenti è necessario che le pinzette ottiche siano
combinate con tecniche ultraveloci per il posizionamento combinate con tecniche ultraveloci per il posizionamento
delle trappole e il rilevamento degli spostamenti degli oggetti intrappolati. L'idea alla base di questi delle trappole e il rilevamento degli spostamenti degli oggetti intrappolati. L'idea alla base di questi


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