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PID2021-125024NB-C22

Financiado

AUTOENSAMBLAJE DISIPATIVO DE ROTORES TRANSMEMBRANA

LOS PROCESOS IRREVERSIBLES, COMO LA TRANSFERENCIA DE CALOR, SE ENTIENDEN EN TERMODINAMICA CLASICA COMO UNA DISMINUCION DE LA EFICIENCIA FUNCIONAL DE LAS MAQUINAS. LA ENERGIA QUE SE PIERDE POR FRICCION, ARRASTRE U OTRAS FUERZAS DIS... ver más

01/01/2021

UCM

121K€

Presupuesto del proyecto: 121K€

Líder del proyecto

Universidad Complutense de Madrid No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

Total investigadores 3274

Financiación concedida El organismo AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACIÓN notifico la concesión del proyecto el día 2021-01-01

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Participantes

UCM

Lider

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Líder del proyecto

Universidad Complutense de Madrid

Total investigadores 3274

Presupuesto del proyecto 121K€

Descripción del proyecto LOS PROCESOS IRREVERSIBLES, COMO LA TRANSFERENCIA DE CALOR, SE ENTIENDEN EN TERMODINAMICA CLASICA COMO UNA DISMINUCION DE LA EFICIENCIA FUNCIONAL DE LAS MAQUINAS. LA ENERGIA QUE SE PIERDE POR FRICCION, ARRASTRE U OTRAS FUERZAS DISIPATIVAS REDUCEN LA TRANSFORMACION DE CALOR A TRABAJO, YA QUE LA ENERGIA SE CONSERVA EN LOS SISTEMAS CERRADOS. SIN EMBARGO, SE PUEDE ALCANZAR UN ESTADO ESTABLE DE NO EQUILIBRIO SIEMPRE QUE UN FLUJO DE ENERGIA O MATERIA CONTINUO MANTENGA DICHO ESTADO ESTABLE. EL APORTE ENERGETICO O MATERIAL EXTERNO HACE QUE EL ESTADO ESTABLE CUMPLA CON EL PRINCIPIO GENERAL DE MINIMA VELOCIDAD DE PRODUCCION DE ENTROPIA. ADEMAS, LA FORMULACION MODERNA DE LA TERMODINAMICA, CONOCIDA DESDE HACE 50 AÑOS, AVANZO EN EL ESTUDIO DE LA AUTO-ORGANIZACION. ESTE ES UN FENOMENO NOTABLE QUE MUESTRA COMO LOS PROCESOS IRREVERSIBLES PUEDEN CONDUCIR A LA ORGANIZACION ESPONTANEA Y LA CREACION DE ESTADOS ORDENADOS. LA TRANSICION A ESTRUCTURAS ORGANIZADAS SE PUEDE OBTENER MEDIANTE FLUCTUACIONES AMPLIFICADAS QUE LLEVAN AL SISTEMA A UN ESTADO INESTABLE EN CONDICIONES ALEJADAS DEL EQUILIBRIO. COMO CONSECUENCIA, SE REQUIERE UN AUMENTO EN LA TASA DE PRODUCCION DE ENTROPIA PARA MANTENER ESTAS ESTRUCTURAS A TRAVES DE LA DISIPACION DE ENERGIA LIBRE Y ENTROPIA. EL TERMINO ENSAMBLAJE DISIPATIVO HA SIDO ACUÑADO PARA ESTE TIPO DE PROCESOS DE AUTOORGANIZACION. MUY RECIENTEMENTE, SE HA SUGERIDO QUE EL AUTOENSAMBLAJE EN LA NANOESCALA DE MAQUINAS QUE HIDROLIZAN NUCLEOTIDOS (ATP O GTP) ES UN CAMPO PROMETEDOR PARA EXPLORAR COMO SE PODRIA APROVECHAR LA DISIPACION QUIMICA COMO CONDICION PARA LA ORGANIZACION. AQUI NOS CENTRAMOS EN EL AUTOENSAMBLAJE DE LOS ROTORES DE PROTEINAS DE MEMBRANA EN CONDICIONES DE NO EQUILIBRIO. PARA ELLO UTILIZAREMOS LA MAQUINA MOLECULAR BIOLOGICA MAS IMPORTANTE CON MOVIMIENTO ROTACIONAL, LA ATP SINTASA. UN GRADIENTE ELECTROQUIMICO DE PROTONES A TRAVES DE LA MEMBRANA HACE QUE LA PROTEINA GIRE RAPIDAMENTE INDUCIENDO LA SINTESIS DE ATP, LA ENERGIA BIOQUIMICA DE LA CELULA. SORPRENDENTEMENTE, EL MOTOR MOLECULAR ES REVERSIBLE Y UN EXCESO DE ATP PROVOCA LA ROTACION EN LA DIRECCION OPUESTA Y UN FLUJO INVERSO DE PROTONES. COMO OTROS SISTEMAS COMPUESTOS POR ROTORES, LAS ATP SINTASAS PUEDEN PRESENTAR EFECTOS DE ORDENAMIENTO BAJO EL CONSUMO DEL COMBUSTIBLE QUIMICO Y LA DISIPACION DE ENERGIA A TRAVES DE LA MEMBRANA DONDE ESTAN EMBEBIDAS. EN ESTE PROYECTO, ESTUDIAREMOS LA CAPACIDAD DE ROTACION DE ATP SINTASAS PARA FORMAR ESTRUCTURAS DISIPATIVAS ORDENADAS EN MEMBRANAS LIPIDICAS EN PRESENCIA DE GRADIENTES TERMODINAMICOS. ATERIA ACTIVA\MICROSCOPIA DE FUERZAS ATOMICAS\MICROSCOPIA AVANZADA DE FLUORESCENCIA\MEMBRANAS LIPIDICAS\PROTEINAS DE CITOESQUELETO BACTERIANO\MOTORES MOLECULARES ROTATORIOS\TERMODINAMICA FUERA DEL EQUILIBRIO

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