Forscher simulieren Selbstorganisation komplexer Strukturen

Wiener Wissenschafter zeigen mit Computermodell, wie Membranen die Selbstassemblierung beeinflussen

Wien - In der Natur gibt es zahlreiche beeindruckende Beispiele für das Phänomen der sogenannten Selbstassemblierung. Dabei setzen sich verschiedene Bausteine selbstständig zu komplexen Strukturen zusammen. Beispielsweise formen bestimmte Proteine eine perfekte sphärische Form, um das Erbgut von Viren zu schützen. Wissenschafter der Universität Wien haben nun simuliert, wie sich Proteine in der Nähe einer schwingenden Zellmembran strukturieren. Ihre Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift "Physical Review Letters" veröffentlicht.

Umgebung spielt wichtige Rolle

Bisher waren die Wissenschafter bereits in der Lage, einfache Modelle selbstassemblierender Objekte nachzubauen und erhielten so Einblick in deren wichtigste, experimentell beobachtbare Eigenschaften. Tatsächlich gehen solche Prozesse jedoch nicht isoliert vor sich, auch die Umgebung spielt eine wichtige Rolle. So findet die Selbstassemblierung in Zellen oft auf bzw. in der Nähe von einer Membran statt. Solche Wechselwirkungen wurden in den einfachen Modellen bisher nicht berücksichtigt.

Der Physiker Richard Matthews, der als Lise-Meitner-Fellow in der Gruppe Computergestützte Physik der Universität Wien forscht, stellt in der nun veröffentlichten Arbeit Ergebnisse einer computergestützten Untersuchung vor, die den Einfluss von Membranen auf wichtige biologische Vorgänge darstellt. Ziel der Forschung ist es, die allgemeinen Eigenschaften der faszinierenden Selbstorganisation zu erforschen und sie mit neuen Berechnungsmethoden zu beschreiben und den gesamten Prozess am Computer zu modellieren.

Matthews hat mithilfe hoch entwickelter Simulationsmethoden gezeigt, wie die Wechselwirkungen mit einer Membran die Selbstassemblierung beeinflussen und fördern. In seinem Computermodell kommen Strukturen vor, die der Natur sehr ähnlich sind. (APA/red, derstandard.at, 26.10.2012)

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6 Postings
ohne zufuhr von energie...

nimmt die entropie zu...

hab ich mal gelernt. ist das jetzt falsch? ich meine auch offiziell...

Ja, ohne Zufuhr von Energie nimmt die Entropie zu.

Mit Zufuhr von Energie übrigens auch.

Man könnte zusammenfassend sagen: Die Entropie nimmt immer zu.

interessant...

dass diese information dann trotzdem zu mir findet.

Noch interessater wenn man bedenkt, daß diese Information Sie nicht einmal sucht.

Biologische Membranen bestehen aus Phospholipiden (mit hydrophilem Kopfteil und hydrophobem "Schwanz"). Eine Anordnung als Kugelform ("Micelle") mit den Schwänzen innen, oder, wie in biologischen Membranen, als Kugel mit 2 Schichten Lipiden (wiederum Schwänze zueinander weisend) stellt für Phospholipide den Zustand geringster Energie dar, weil hydrophobe Wechselwirkungen minimiert werden (und dadurch das Wasser, das die hydrophoben Teile umgibt, in einen Zustand höherer Entropie überführt wird); die Konfiguration ist sehr wohl mit der Thermodynamik vereinbar (ja, wird sogar durch diese diktiert). :)

irgendwie hört sich das analog zur...

doppelschicht-geschichte des "anderen fernsehprogramms" für mich an.

aber sie haben natürlich recht. viel eher als an den ganz, ganz grossen zufall glaub ich auch lieber an die "selbstorganisation" einfach weil ich es für viel wahrscheinlicher halte, dass unsere "festgestellten naturgesetze" nur kleinste teilausschnitte der realität abbilden (wenn überhaupt), denn die realität selbst darstellen.

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