Page 34 - No27

MAGNETORECEPCIÓ

héjú molekula egy elektront ad át a
„Az éjszakai másiknak és ionos gyökpár keletkezik.
vándorló vörösbegyből
származó CRY4 [A + B] [•A+ + •B-]
alkalmas mágneses A mágneses térre érzékeny reakciók
szenzor.” szinte mindig gyököket foglalnak
magukban, tehát olyan molekulákat,
amelyeknek páratlan számú elektronja
van, s ennek spinje a két lehetséges
állapot egyikében található: +1/2 vagy a kékre érzékeny kriptokróm fotoreceptor
bizonyíték halmozódott fel. Már az 1970- -1/2 . A gyökpár egy rövid élettartamú fehérjékre összpontosult. A kriptokrómok
es évek végén megszületett az úgynevezett reakció közbenső terméke, amely 2 a kék fényre érzékeny növényekben és
gyökpár mechanizmus koncepciója, amely egyidejüleg képződő gyökből áll, amelyek állatokban található flavoproteinek.
szerint a mágneses tér képes páratlan elektronjainak spinjei vagy Később a vádormadarakkal végzett
megváltoztatni a kémiai reakciók antiparallelek ( , szingulett állapot, kísérletek bizonyítékot szolgáltattak arra,
dinamikáját (R, Kaptein,1978). A eredő spin S=0) vagy párhuzamosak ( , hogy a madarak a retinájukban
mechanizmus szerint a mágneses tér triplett állapot, eredő spin S=1). Az megtalálható CRY4 megnevezésű
megváltoztathatja a kémiai reakciók elnevezések a spinállapothoz rendelt kriptokróm fehérjét használhatják a
termékeinek hozamait azáltal, hogy mágneses momentumnak a mágneses tér geomágneses tér gyökpár mechanizmuson
kölcsönhatásba lép egy a reakció során irányához képest lehetséges orientációs alapuló érzékeléséhez. A kutatók ezt
keletkező köztes gyökpár spinállapotával, állapotok számára utalnak. A gyökök és követően kidolgozták a CRY4 fehérje
(R. Schulten, 1978) gyökpárok különböznek a legtöbb zárt gyökpár mechanizmusának hipotézisét is.
héjú molekulától, amelyeknek csak páros Azonban hiányzott a bizonyíték, hogy ezek
GYÖK, GYÖKPÁROK. elektronjai vannak. és ezért csak a fehérjék valóban rendelkeznek a Föld
GYÖKPÁR MECHANIZMUS szingulett állapotúak lehetnek. rendkívül gyenge mágneses terének
A gyök olyan molekula, amely páratlan Mivel minden elektronspinhez észleléséhez szükséges mágneses
számú elektront tartalmaz (•A). (A pont a mágneses momentum tartozik, a érzékenységgel és fizikai
páratlan számú elektront jelzi). A gyökök szingulett és triplett állapotok egymásba tulajdonságokkal. Az Oxfordi és az
mágnesesek, mert az elektronoknak (a való átalakulását és a reakció Oldenburgi Egyetem kutatói 2021-ben
protonhoz és a neutronhoz hasonlóan) a végtermékeinek arányát belső és külső megvizsgálták laboratóriumban a
spinjüktől származó mágneses mágneses mezők befolyásolhatják. vándorló európai vörösbegyek (Erithacus
momentumuk van. A gyök mágnesessége A gyökpár-elmélet alkalmazását a rubecula) retinájában található
a párosítatlan elektronjától ered. A spin madarak magnetorecepciójának először kriptokróm (ErCRY4) fehérjét, és
nagyságát a spinkvantumszáma, Schulten és munkatársai javasolták. Az megállapították, hogy rendelkezik a
határozza meg. Az elektronnak két 1970-es évektől kezdődően számos gyökpár mechanizmuson alapuló
ellentétes irányú spinje lehet (+1/2 és elméleti és kísérleti irodalom foglalkozott szükséges szintű mágneses érzékenységgel
-1/2), így két lehetséges, ellentétes a témával. Nem volt ismert azonban, hogy ahhoz, hogy fényfüggő iránytűként
irányba mutató mágneses mező egyikét ezek a reakciók hol fordulnak elő működjön.
képes létrehozni. állatokban. Mivel a legismertebb
Egy gyökpár két gyökből áll, amelyek gyökpáros reakciók közül sokat fény A kriptokrómok a mai napig
általában kémiai reakcióval vagy fénnyel elnyelése indukál, Feltételezhető volt, egyetlen jelöltek a gyökpáros
történő gerjesztés hatására egyidejűleg hogy az állatok érzékelése kémiai reakciók forrásaként. Az ismeretek
jönnek létre, a kovalens kémia kötés fotoreceptorokra vezethető vissza. szerint egyetlen más gerinces
felszakadásával elektronátadás nélkül A fotoreceptorok a látható fényt fotoreceptor molekulája sem alkot
vagy elektronátadással. A kovalens kémiai idegi jelekké alakítják, gyökpárokat fény gerjesztésére.
kötés az atomok közötti elektronpár- amelyek a szemben meglévő Ismert, hogy állatokban a CRY1 és
megosztással jár. receptoroktól a kapcsoló sejteken CRY2 elnevezésű kriptokróm
[A:B] [•A+•B] át a retinális ganglionsejtekig, fehérjék vesznek részt a napi
Gyakori az elektrontranszfer olyan majd onnan az agyba (cirkadián) ritmus
változata, melynek során az egyik zárt továbbítódnak. Ettől kezdve a figyelem szabályozásában is, és jelenlétük

34 KÉMIAI PANORÁMA 27. SZÁM, 2023. ÉVFOLYAM