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Moteur moléculaire
Les moteurs moléculaires sont des moteurs dans lesquels les mouvements individuels de quelques molécules sont à l'origine de la conversion d'une forme d'énergie (le plus souvent chimique) en travail. Dans la nature, ils sont à l'origine de tous les mouvements des êtres vivants. Ils seraient aussi des composants importants d'éventuelles nanomachines. Les premiers éléments de la description de ces processus sont récents et dus à l'équipe du professeur Jacques Prost à l'Institut Curie. Ces mouvements font appel à la physique des transitions de phase et des systèmes dynamiques.
La différence principale avec les moteurs macroscopiques est due à l'échelle des énergies entrant en jeu. En effet, pour déplacer des masses moléculaires sur des distances de l'ordre de quelques nanomètres, le travail nécessaire est de l'ordre de l'énergie libre d'un thermostat à température ambiante. Les moteurs moléculaires sont donc en général très fortement influencés par leur environnement, et ne peuvent alors être décrits qu'au moyen de théories statistiques. C'est le cas pour tous les moteurs moléculaires biologiques.
On distingue couramment les moteurs moléculaires rotatifs des moteurs moléculaires linéaires. Les premiers sont impliqués dans la synthèse du carburant cellulaire essentiel l'ATP (adénosine triphosphate) et dans la propulsion de bactéries telles que E. coli. Les seconds participent au transport intra-cellulaire, à la motilité cellulaire, à la mitose, à l'organisation de la cellule, aux contractions musculaires, aux battements des cils et des flagelles ou encore à la détection du son .
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