Pesquisadores da Universidade do Maine e da Penn State fizeram uma descoberta revolucionária: as moléculas podem experimentar interações não recíprocas sem a influência de forças externas. Esta descoberta desafia a compreensão tradicional de que forças fundamentais como a gravidade e o eletromagnetismo são recíprocas, onde dois objetos são atraídos ou repelidos mutuamente.

No entanto, na nossa experiência cotidiana, as interações não parecem seguir esta lei recíproca. Por exemplo, um predador é atraído pela presa, mas a presa tende a fugir do predador. Tais interações não recíprocas são essenciais para o comportamento complexo associado aos organismos vivos.

Para sistemas microscópicos, como bactérias, o mecanismo de interações não recíprocas tem sido explicado por forças hidrodinâmicas ou outras forças externas. Anteriormente, pensava-se que tipos semelhantes de forças poderiam explicar as interações entre moléculas individuais.

No entanto, o físico teórico R. Dean Astumian da UMaine e seus colaboradores Ayusman Sen e Niladri Sekhar Mandal da Penn State publicaram um mecanismo diferente pelo qual as moléculas individuais podem interagir de forma não recíproca sem efeitos hidrodinâmicos.

O “momento Eureka” dos autores ocorreu quando perceberam que uma propriedade de todo catalisador, conhecida como assimetria cinética, controla a direção da resposta a um gradiente de concentração. Como a assimetria cinética é uma propriedade da própria enzima, ela pode sofrer evolução e adaptação.

As interações não recíprocas permitidas pela assimetria cinética também desempenham um papel crucial na permissão de interações entre moléculas e podem ter desempenhado um papel crítico nos processos pelos quais a matéria simples se torna complexa.

FAQ

O que são interações não recíprocas?

Interações não recíprocas são aquelas em que a ação de um objeto sobre outro não é igual e oposta. Por exemplo, um predador é atraído por uma presa, mas a presa tende a fugir do predador.

O que é assimetria cinética?

A assimetria cinética é uma propriedade de todos os catalisadores que controla a direção da resposta a um gradiente de concentração. É uma propriedade da própria enzima e pode sofrer evolução e adaptação.

Como essa descoberta afeta nossa compreensão das interações moleculares?

Essa descoberta desafia a compreensão tradicional de que as forças fundamentais, como a gravidade e o eletromagnetismo, são recíprocas. Ela sugere que as moléculas podem interagir de maneira não recíproca sem a influência de forças externas, o que pode ter implicações significativas para nossa compreensão dos processos pelos quais a matéria simples se torna complexa.

Glossário

Forças Recíprocas: Forças que operam igualmente em ambos os sentidos. Por exemplo, a gravidade e o eletromagnetismo são forças recíprocas, onde dois objetos são atraídos ou repelidos mutuamente.

Forças Não Recíprocas: Forças que não operam igualmente em ambos os sentidos. Nas interações não recíprocas, a ação de um objeto sobre outro não é igual e oposta.

Assimetria Cinética: Uma propriedade de todos os catalisadores que controla a direção da resposta a um gradiente de concentração. É uma propriedade da própria enzima e pode sofrer evolução e adaptação.

Gradiente de Concentração: Uma mudança gradual na concentração de uma substância dentro de uma solução ou em um espaço físico.