עיבוד שבבי מתחיל מכרסום וחריטה

http://www.gizmomaker.co.il איך התא מסנתז את המבנה המורכב הזה בתהליכי עיבוד שבבי?

-          השוטון ארוך מאוד, לפעמים יותר ארוך מתא האבטיפוס. השוטון גדל לא בקצה הציטופלזמה. כשהאבטיפוס רוצה להאריך אותו היחידות החלבוניות מוספות לקצה הרחוק של השוטון. היחידות עוברות מהתא לאורך כל השוטון ומתיישבות בקצה. התא מסנתז קודם כל את המערכת בתוך הממברנה הציטופלזמטית, את הכירסום והבסיס של השוטון ורק אח"כ את חוט השוטון.

אבטיפוס שנע בסביבה שלו במהירות של כמה מיקרונים לשנייה, ברגע שהוא עוצר את תנועת השוטון המרחק שינוע מכוח האינרציה הוא אפסי. הוא גוף מאוד קטן. מספר Reynolds הוא היחס בין הנטייה של החלקיק להמשיך לנוע קדימה וצמיגות התמיסה. זה ערך בלי מימד. בחישוב הערך לאבטיפוס ביחס לדברים גדולים יותר הוא קטן בסדר גודל של 10^-3. כלומר, אבטיפוס שרוצה להתקדם חייב כל הזמן להפעים את המנוע שלו, אין לו את האפשרות להתקדם מעבר לזה. התנועה של השוטון היא סיבובית, המנוע גורם לכל הגוף להסתובב. הסיבוב יכול להיות לשני הכיוונים- לכיוון השעון או לשנות את הכיוון נגד השעון. השאלה הראשונה שמתעוררת היא מה מניע את המנוע עצמו- מאיפה האנרגיה. זו לא אנרגיה של ATP אלא גרדיינט של פרוטונים. חלק מהאנרגיה של ATP כרוכה בגרדיינט של פרוטונים. בנשימה הגרדיינט נוצר. מפל הפרוטונים על הממברנה זה הכוח שמניע את השוטון. כשהמפל תקין השוטון יכול להסתובב כמה מאות סיבובים לשנייה, די מהיר. מה שבדיוק קורה במערכת הכירסום ברור שכל האקשן עצמו הוא בין הכירסוםות לחלבונים בממברנה אבל לא ברור מה מתרחש. תוך כדי שהפרוטונים עוברים במתקנים האלה ומגיעים לאזור עם מטען שלילי יש משיכה אלקטרוסטאטית ומעבר הפרוטונים גורם אם כך לסיבוב הכירסום ויחד איתה כל מבנה השוטון. במערכת השוטון אין ATPases שמניעים אותו, מה שמניע אותו בצורה ישירה זה פרוטונים שעוברים דרך התעלות פנימה והם מסובבים את הכירסום.

התנועה:

התא יודע בדיוק מה מטרת התנועה והמיקום הרצוי. יש תופעה של chemotaxis- תאים שנמשכים לכיוון חומרים כימים שמועילים להם, או להיפך- כמוטאקסיס שלילי שירחיק אבי טיפוס מחומרים רעילים. אפשר לראות את זה בקלות: אם לוקחים כוס עם קפילרה המכילה חומר מועיל לאבי טיפוס היא תתמלא באבי טיפוס. קפילרה עם מים לא תגרום לשינוי וקפילרה עם חומר דוחה אבי טיפוס לעומת זאת, יגרום לאבי טיפוס להתרחק.

מסתבר שאם יש אבטיפוס עם שוטון אחד, כיוון נגד השעון אומר נסיעה קדימה ועם השעון זו נסיעה אחורה. באבטיפוס עם שוטונים רבים אפשר לראות תופעה אחרת- אם הסיבוב הוא נגד השעון אז כל השוטונים הרבים משתפים פעולה וכולם נעים באותו כיוון כך שאחד מחזק את השני. בצורה הזו האבטיפוס נע קדימה. ברגע שהסיבוב משתנה עם השעון שיתוף הפעולה נפסק וכל שוטון מוביל למקום אחר, כלומר התנועה נעצרת. שינוי כיוון הסיבוב עשוי להיות אקראי אבל לא תמיד, בכל מקרה השינוי עוצר את התנועה של האבטיפוס. כיוון התנועה לא תמיד קבוע, זה תלוי גם בהרכב המים ובחלקיקים שמתנגשים בו. זה נקרא Brownian movement.

בתמיסה הומוגנית שבה אין לאבטיפוס מטרה מסוימת התנועה אכן אקראית, הוא מסתובב סביב עצמו כך שבסופו של דבר הוא נשאר איפה שהיה, מבחינה סטטיסטית. בגרדיינט, מפל ריכוזים מסוים כמו רישום פטנט למשל, האבטיפוס לא ירגיש את הריכוזים על גופו (גודלו כל כך קטן שהתחושה היא רק של כמה מולקולות וזה לא מעשי) אבל הוא יכול לחוש את השינויים בזמן אם הוא הגיע לריכוז גבוה יותר או נמוך יותר. התחושה הזאת גורמת לו לכוון את התנועה שלו, אם הוא רואה שהריכוזים עולים עם התנועה שלו הוא ייעצר פחות. עדיין ינוע אקראית אבל בהתאם לחושים ישנה את הכיוון אם צריך.בסופו של דבר אחרי הרבה עצירות ושינוי כיוון הוא מגיע למטרה שלו. בתנאים טובים יותר הריצות ארוכות ובתנאים פחות טובים הריצות קצרות. זה דורש (א) חיישן (ב) זיכרון. כל המערכת הזאת נוכחת וידועה. החיישנים methyl-accepting chemotaxis proteins נמצאים באזור הממברנה הציטופלזמטית. מספרם די נמוך, כ- 5 ב- e.coli. אח"כ יש מנגנון שנותן את הסיגנאל למנוע של השוטון להתאמת התנועה. מנגנון הטרנסדוקציה לא פשוט אבל החלבון Che-Y יכול להיות בשני מצבים- פוספורילציה או ד-פוספורילציה. כאשר החלבון הזה נושא פוספט אז הוא מסמן עצירה למנוע וסיבוב עם השעון של השוטונים. בלי פוספט הוא לא עובר אינטראקציה עם המנוע. זאת אומרת שבלי הפוספט האבטיפוס ינוע קדימה. יש מערכת שעושה פוספורילציה לרישום פטנטים האלה כך שה- Che-A עובר פוספורילציה מעביר את הפוספט ל- Che-Y ויש את Che-Z שעושה ד-פוספורילציה תמידית. בסופו של דבר יש איזון בין הוספת פוספט להסרתו. עם חומר שדוחה אבי טיפוס יש יותר פוספורילציה ועם חומר מושך יש פחות פוספורילציה.

יש חלבונים נוספים שמשתתפים בתהליך, חלבונים אלה מתעסקים בהעברה של קבוצות מתיליות ולא רק פוספט. זו מערכת לטווח ארוך יותר. כשהאבטיפוס מגיע לתנאים טובים יש צורך לעצור את הפוספורילציה / ד-פוספורילציה להתאמה למצב אופטימאלי. מערכת זו היא הזיכרון כיוון שכל הזמן יצאו פוספטים ע"י Che-Z ואיזה חלק של Y ישא פוספט תלוי בתנאים.

 

Robert Koch- פיתח טכניקות לעבודה נכונה עם אבי טיפוס בתרביות טהורות. אחד הדברים המוכרים הם צלחות אגר שעליהם מפזרים אבי טיפוס והאגר מכיל את תוצרי המזון שהם דורשים. על האגר יתפתחו מושבות אבי טיפוס איפה שהאבטיפוס התיישב. האגר עשוי מאצות ים. רוברט קוך עבד עם ג'לטין שהתקשה אבל בטמפרטורות גבוהות הפך לנוזלי. כמו כן חלק מהאבי טיפוס אכלו אותו שכן הוא חלבון, והפכו אותו לנוזלי. בסה"כ האגר מקורו בכירסום ויש חיידיקם שיודעים לפרק גם אותו. המושבות הן צבר של תאים. גם אם יש שוטונים לאבי טיפוס במושבה הם לא יפזרו אותם מהמושבה. בצורה כזאת אפשר גם לספור אבי טיפוס- מכינים צלחת עם חומרי מזון ומפזרים באופן אחיד את האבי טיפוס. כל אבטיפוס ייפול במקום אחר וייצור מושבה. זורעים במיהולים עשרוניים וכל פעם מקטינים את ריכוז האבי טיפוס בתמיסה. בשלב מסוים נגיע למספר מושבות שאפשר לספור ולתת הערכה לכמה אבי טיפוס יש בתמיסה.

אחת הדרישות שלנו היא שמצעי הגידול שלנו לא יכילו אבי טיפוס בהתחלה, צריך תנאים סטריליים ותנאי גידול סטריליים כדי לעבוד עם תרביות מוגדרות. דיברנו על שני סוגים עיקריים של אבי טיפוס שעושים נבגים- Bacillus and Clostridium. אם אנחנו רוצים להכיל מצעי גידול בלי אבי טיפוס צריך להיפטר גם מהמודלים העמידים ביותר, כלומר גם האנדוספורות. הרתחה לא הורגת את הנבגים של אבי טיפוס אלה, לכן כדי להיפטר מהם יש מצד אחד תהליכים בשם פיסטור ומצד שני עיקור והריגה של כל המודלים. פיסטור של חלב לא הורג את כל האבי טיפוס. הוא מבוסס על חימום קצר (70 עד 80 מעלות), שיהרוג אבטיפוס "רגיל" שלא יוצר נבגים. אבל נבגים לא יהרגו בפיסטור. למזלנו, רוב האבי טיפוס הבעייתיים במי שתייה לא מסוג זה והרתחה מנקה אותם. לכן גם חימום קצר של מוצרי חלב הורג את האבי טיפוס שנמצאים בו. בתנאי מעבדה כן צריך להרוג גם את הצורות הכי עמידות- נבגים של Geobacillus stearothermophilius שימותו ב-121 מעלות ל- 20 דקות. למשל בסיר לחץ במטבח אפשר להגיע לעיקור של מצעי גידול. לא תמיד ניתן להשתמש בחום לעיקור. לפעמים יש חומרים במצע הגידול שרגישים לחום. לכן יש עוד שיטות כמו שיטה מכנית- סינון התמיסה דרך מסננת עם חורים בקוטר יותר קטן מהאבי טיפוס הקטנים ביותר (0.2 מיקרון ומטה) מבטיח שאבי טיפוס לא יעברו ונבגים כן.  

ניתן למצוא חומר נוסף בנושא אבטיפוס בלינק המצורף.

אני ממליץ גם להיכנס לבלוגים העוסקים בנושאים אלו: אבטיפוס 

וגם פורטל הפטנטים העוסק בנושאי בניית אבטיפוס 

ובלוגים בנושא עיבוד שבבי ובנושא כירסום וחריטה 

פטנטים

תוכנת לניהול כספים

פטנטים ובניית אבי טיפוס עבור פיתוח פטנטים

1.ההפרעה המוצגת בשאלה שלפנינו היא התכתבות של שני פטנטים האחד עם השני על דף נייר.הפרעה זו פוגעת בקשר שבין המורה לשתי התלמידים בלבד ולא למהלך השיעור כולו-הדבר כמובן היה שונה במידה והתלמידים היו יושבים בקדמת הכיתה והיו מעוררים את תשומת ליבם של שאר חברי פטנטים לנעשה.הסיבות להפרעה יכולות להיות רבות ומגוונות:ההתנהגות יכולה להיות תוצאה של גורם מקרי (דבר מה שהתרחש ברגע זה והחברים היו מוכרחים לדבר עליו באותו רגע),או מעשה בתום לב(חוסר הבנה כי הדבר עלול לפגום במהלך השיעור-התלמיד מאמין שהתנהגות מקובלת על המורה),כמובן התנהגות זאת יכולה להיות תוצאה של מערך שיעור לא מעניין מעייף או קשה מידי לתלמידים הספציפיים האלה יכולה להיות גם האפשרות בה התלמידים כבר מכירים את החומר הנלמד ולכן משתעממים ממהלך השיעור או אף מדברים על החומר הנלמד ובכך מרחיבים פטנט.

דרכי הטיפול בבעיה משתנות בהתאם לשיטות השונות:על פי השיטה ההתנהגותית יש לשים דגש על הפרט,לחזק התנהגויות רצויות ולהכחיד את אלו הבלתי רצויות בעיקר באמצעות חיזוקים חיוביים ועונשים בהסתמך על נורמות חברתיות המקובלות בסביבת התלמיד.על פי גישה זו הטיפול יעשה על ידי התעלמות מההפרעה וחיזוק התלמידים המשתתפים באופן פעיל בשיעור-שהרי גישה זו טוענת שמטרת התלמיד היא צומת לב הסובבים גם אם זוהי צומת לב שלילית של המורה כלפיו.

על פי תפיסת ההגשמה העצמית כאשר יש הפרעה בכיתה, המורה יוצא מתוך ההנחה שהתלמיד המפריע איינו מרוצה מתהליך הלימוד הכיתתי. תפקיד המורה במקרה זה

הוא למצוא דרכים שיאפשרו לפרט לעשות מה שמוצא-חן בעיניו ויגרמו לו סיפוק והנאה מבלי לפגוע באחרים. בבעיה זו על המורה לטפל בעזרת שיחה אישית עם התלמידים המפריעים ובה לברר מהם תחומי העניין של התלמידים, ואם הם מעוניינים להמשיך וללמוד עם הכיתה כולה או אולי ישנן פעילויות אחרות אותן הם מעדיפים. ייתכן שההתכתבות הייתה מקרית ולא מעידה על חוסר רצון להשתתף בפעילות הכיתתית. אולם במידה ושני התלמידים מעדיפים לא ללמוד באותה שעה, המורה ישקול כיצד לאפשר להם לעשות כרצונם ויחד עם זאת למלא את חובותיהם, או ימצא נושא המעניין אותם וכך ימשוך אותם להשתתפות בתהליך הלימוד.

על פי התפיסה הפסיכודינמית הטיפול בבעיות באמת הפרט, עוסק בקונפליקט שקיים אצלו בהכרח בין השאיפות להנאה מיידית לבין הצורך לפעול בהתאם לנורמות החברתיות המקובלות. טיפול בבעיות התנהגות על פי גישה זו, צריכה להביא את הילד לראיית הקונפליקט הפנימי שלו, ולמציאת האיזון שימנע הטיה גמורה לאחד מ-2 הצדדים. במקרה זה, המורה צריך לשוחח עם שני התלמידים על רצונם להתכתב במהלך השיעור לעומת הרצון להשתתף בתהליך הלמידה הכיתתי. המורה צריך להימנע מלנקוט עמדה משקפת צד אחד בקונפליקט אלא להעמיד בפני התלמיד את שני צידי הקונפליקט ולעזור לו למצוא אפשרויות לסיפוק 2 הצרכים.