¿Alguna vez has oído hablar de los polarones? Son una especie de cuasi-partícula resultante de los electrones atrapados por sí mismos en una red cristalina vibratoria. Los polarones se pueden aprovechar para transportar energía bajo ciertas condiciones relacionadas con las vibraciones relativas de los electrones y la red misma.La teoría que explica cómo los polarones transportan energía en los cristales se puede aplicar a moléculas largas llamadas polipéptidos, que pueden plegarse en proteínas. En un nuevo estudio publicado en EPJ B , Jingxi Luo y Bernard Piette de la Universidad de Durham, Reino Unido, presentan un nuevo modelo matemático que describe cómo se pueden desplazar los polarones de forma dirigida con una pérdida de energía mínima en las cadenas de péptidos lineales, que se utilizaron como sustituto para el estudio de proteínasPor lo tanto, el modelo explica el mecanismo de transporte de energía que explica cómo la energía generada dentro de una célula biológica se mueve a lo largo de las proteínas transmembrana hacia el exterior de la célula.
Entonces, ¿cómo se crean los polarones? Las redes cristalinas regulares muestran vibraciones espontáneas. La presencia de electrones produce distorsiones localizadas de estas vibraciones. Cuando los electrones y la red experimentan un tipo particular de interacción electromagnética, o acoplamiento, el potencial de energía para el electrón esbajó, atrapándolo así dentro de la red. Se produce un acoplamiento similar entre los polarones y las unidades peptídicas en los polipéptidos.
Utilizando simulaciones, los autores descubrieron que lo que determina la capacidad de los polarones para transportar energía está parcialmente relacionado con el grado de simetría de la interacción de electrones con la red. Una predicción de su modelo es que un campo eléctrico constante, usado en concierto conLas fuerzas aleatorias causadas por el calor en el entorno celular pueden iniciar y mantener el movimiento de un polarón a lo largo de una cadena de polipéptidos. Y este campo eléctrico coincide con la diferencia de potencial de energía constante que se encuentra a través de la membrana de una célula típica.
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