Микротрубочки — простейший биомеханический двигатель для расхождения хромосом при делении клетки

И.В. Гончар^†^а, Г.С. Тимошин^‡^а, Н.Б. Гудимчук^§^а, б, Ф.И. Атауллаханов^а, в
^аЦентр теоретических проблем физико-химической фармакологии РАН, ул. Косыгина 4, Москва, 119991, Российская Федерация
^бМосковский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Физический факультет, Ленинские горы 1 стр. 2, Москва, 119991, Российская Федерация
^вМосковский физико-технический институт (Национальный исследовательский университет), Институтский пер. 9, Долгопрудный, Московская обл., 141701, Российская Федерация

Человечество изобрело множество устройств для совершения разнообразных движений и механической работы. Все эти устройства являются макрообъектами. Удивительно, но все механические двигатели в живой природе имеют молекулярные размеры, не более 100 нм. Даже когда нужно двигать слона или кита, Природа собирает комплексы из миллиардов таких моторов, вместо того чтобы сделать один большой двигатель. Мы пока не очень понимаем достоинства такого подхода, но один аспект очевиден. Молекулярные моторы используют химическую энергию для совершения механической работы, но при этом всё происходит без использования высоких температур или давлений. При этом КПД этих двигателей часто сильно превышает КПД двигателя внутреннего сгорания. Поэтому крайне интересно понимать, как работают молекулярные моторы и как они эволюционировали. Одним из наиболее примитивных молекулярных устройств, способных перемещать молекулярные объекты, являются микротрубочки. Микротрубочки — это вездесущие полимеры цитоскелета клетки, необходимые для обеспечения формы и структуры клетки, её жизнеспособности и полноценного функционирования. Помимо структурных функций, они обеспечивают движение хромосом при делении клетки — процесс, на котором зиждется вся жизнь. В динамике микротрубочек есть биохимическая стадия, в которой расщепляется макроэргическая молекула ГТФ, и выделяющаяся при этом энергия запасается микротрубочкой в виде напряжённой конформации. Относительно недавно стало окончательно ясно, что эта запасённая в конформации энергия может использоваться клеткой для совершения работы по разделению и переносу сестринских хромосом в противоположные концы клетки в процессе клеточного деления. Похоже, что это наиболее древний молекулярный механохимический движитель в клетке.

Текст pdf (1,7 Мб)

Скачивая файл я соглашаюсь с условиями использования.

Ключевые слова: микротрубочка, генерация силы, механохимический двигатель, оптическая ловушка, деление клеток
PACS: 87.16.Ka, 87.16.Wd, 87.17.Ee (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2025.12.040069
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2026/8/b/
Цитата: Гончар И В, Тимошин Г С, Гудимчук Н Б, Атауллаханов Ф И "Микротрубочки — простейший биомеханический двигатель для расхождения хромосом при делении клетки" УФН 196 829–841 (2026)

BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)

MedlineRefWorks

Русский

English

PT Journal Article
TI Microtubules are the simplest biomechanical engine that drives chromosome separation during cell division
AU Gonchar I V
FAU Gonchar IV
AU Timoshin G S
FAU Timoshin GS
AU Gudimchuk N B
FAU Gudimchuk NB
AU Ataullakhanov F I
FAU Ataullakhanov FI
DP 10 Aug, 2026
TA Usp. Fiz. Nauk
VI 196
IP 8
PG 829-841
RX 10.3367/UFNr.2025.12.040069
URL https://ufn.ru/ru/articles/2026/8/b/
SO Usp. Fiz. Nauk 2026 Aug 10;196(8):829-841

Поступила: 3 ноября 2025, одобрена в печать: 8 декабря 2025

English citation: Gonchar I V, Timoshin G S, Gudimchuk N B, Ataullakhanov F I “Microtubules are the simplest biomechanical engine that drives chromosome separation during cell division” Phys. Usp. 69 (8) (2026); DOI: 10.3367/UFNe.2025.12.040069