Différence entre les moteurs moléculaires linéaires et rotatifs

Le différence clé entre les moteurs moléculaires linéaires et rotatifs est principalement sur la base du mouvement des complexes qui forment la protéine moteur. Alors que les moteurs moléculaires linéaires montrent un mouvement linéaire unidirectionnel entre les complexes, les moteurs moléculaires rotatifs montrent des mouvements rotatifs autour de différents complexes formant le moteur moléculaire.

Les moteurs moléculaires sont des biomolécules importantes qui participent à de nombreuses réactions, en particulier associées à la production d'énergie en termes d'adénosine triphosphate (ATP). Ils jouent un rôle central dans le mouvement ou le travail mécanique. Les protéines motrices utilisent l'énergie libre à partir de l'ATP ou de l'hydrolyse nucléotidique triphosphate afin de produire une force mécanique. Il existe deux types de moteurs moléculaires comme moteurs moléculaires linéaires et moteurs moléculaires rotatifs. Ils représentent deux modes de fonctionnement du moteur.

CONTENU

1. Aperçu et différence clé
2. Que sont les moteurs moléculaires linéaires
3. Quels sont les moteurs moléculaires rotatifs
4. Similitudes entre les moteurs moléculaires linéaires et rotatifs
5. Comparaison côte à côte - moteurs moléculaires rotatifs linéaires sous forme tabulaire
6. Résumé

Que sont les moteurs moléculaires linéaires?

Les moteurs moléculaires linéaires jouent un rôle important dans le mouvement et le travail mécanique du corps. Ils sont également appelés protéines moteurs cytosquelettiques. Les moteurs moléculaires linéaires se déplacent de manière unidirectionnelle le long des complexes protéiques qui forment le moteur moléculaire. Ces moteurs moléculaires linéaires ont la capacité d'utiliser l'énergie chimique sous forme d'hydrolyse ATP, ce qui leur permet de se déplacer sur une piste linéaire. Il y a une réaction de couplage qui se déroule généralement avec un moteur moléculaire linéaire en termes d'hydrolyse et de mouvement de l'ATP.

Figure 01: molécules d'actine et de myosine

Il y a deux principaux moteurs moléculaires linéaires. Ce sont des moteurs d'actine et des moteurs de microtubules. Les moteurs d'actine incluent les myosines tandis que les moteurs de microtubules incluent les kinésines et les dyneines. Les myosines appartiennent à une superfamille de protéines moteurs d'actine. Ils sont impliqués dans la conversion de l'énergie chimique en énergie mécanique, générant ainsi la force et le mouvement. Les kinésines sont un type de moteurs de microtubules qui participent principalement à la formation de broche pendant la mitose et la méiose. Ils sont essentiels à la formation de fuseau dans la séparation des chromosomes mitotiques et méiotiques pendant la cellule. En revanche, les dyneines sont des molécules moteur très complexes qui participent à des mécanismes de transport intracellulaires.

Quels sont les moteurs moléculaires rotatifs?

Les moteurs moléculaires rotatifs participent principalement à la production d'énergie via le complexe ATP synthase et facilitent le mouvement rotatoire entre les composants du complexe. L'exemple classique d'un moteur moléculaire rotatif représente le F₀-F₁ Famille de protéines ATP synthase. La génération d'ATP est basée sur le gradient de protons qui existe à travers la membrane. Cela catalyse la rotation des sous-unités individuelles du complexe de molécules motrices qui entraîne une génération d'ATP.

Figure 02: F0 - F1 ATP Synthase

De plus, des moteurs de molécules rotatifs sont également présents dans la structure du flagelle bactérien. Il forme la plaque de base et gère le mouvement flagellaire bactérien à travers le moteur moléculaire rotatif.

Quelles sont les similitudes entre les moteurs moléculaires linéaires et rotatifs?

• Les moteurs linéaires et rotatifs sont deux types de moteurs moléculaires.
• Ces moteurs moléculaires sont présents dans les cellules eucaryotes et procaryotes.
• Les deux sont des formes de sous-unités protéiques formant des complexes appelés moteurs.
• Dans les deux types de moteurs, le couplage des sous-unités joue un rôle important dans sa fonction.
• Ce sont des molécules actives.
• Les deux utilisent l'énergie sous forme d'hydrolyse ATP ou de force de motif de protons.
• Ils facilitent le mouvement actif.
• Les deux sont importants dans les voies biochimiques des cellules.
• De plus, ils sont importants dans les mécanismes de transport.

Quelle est la différence entre les moteurs moléculaires linéaires et rotatifs?

La principale différence entre les moteurs moléculaires linéaires et rotatifs est le type de mouvement qu'ils montrent. Alors que les moteurs moléculaires linéaires facilitent le mouvement linéaire unidirectionnel après l'hydrolyse de l'ATP, les moteurs moléculaires rotatifs facilitent le mouvement de rotation après l'hydrolyse ATP. Les moteurs moléculaires d'actine et les moteurs à molécules de microtubules sont deux exemples de moteurs moléculaires linéaires tandis que les moteurs ATP synthase et les protéines moteurs flagellaires sont des moteurs moléculaires rotatifs.

L'infographie ci-dessous résume la différence entre les moteurs linéaires et moléculaires.

Résumé - moteurs moléculaires rotatifs linéaires vs rotatifs

Les moteurs moléculaires jouent un rôle important dans la médiation des voies biochimiques dans les procaryotes et les eucaryotes. Il existe deux principaux types de moteurs moléculaires comme moteurs moléculaires linéaires et moteurs moléculaires rotatifs. Comme son nom l'indique, les moteurs moléculaires linéaires facilitent le mouvement linéaire entre les sous-unités individuelles de la protéine moteur complexe, ce qui entraîne un mouvement unidirectionnel linéaire. Contrairement à cette méthode de moteurs moléculaires, les moteurs rotatifs permettent le mouvement de rotation des sous-unités, formant le complexe protéique moteur. La différence de mouvement ainsi atteinte par ces deux types de moteurs facilite diverses fonctions dans les procaryotes et les eucaryotes. C'est donc le résumé de la différence entre les moteurs moléculaires linéaires et rotatifs.

Référence:

1.Alberts, Bruce. «Motors moléculaires.«Biologie moléculaire de la cellule. 4e édition., U.S. Bibliothèque nationale de médecine, 1er janvier. 1970, disponible ici.
2. Erbas-Cakmak, Sundus, et al. «Motors moléculaires rotatifs et linéaires entraînés par des impulsions d'un carburant chimique.«Science, American Association for the Advancement of Science, 20 octobre. 2017, disponible ici.

Image gracieuseté:

1.  «Actin-Myosine» par Jeff16 - Propre travaux (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
2. «Atpsynthase» (CC BY-SA 2.5) Via Commons Wikimedia