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