La principale différence entre les moteurs moléculaires linéaires et rotatifs repose principalement sur le mouvement des complexes qui forment la protéine motrice. 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, notamment associées à la génération 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 de l'hydrolyse de l'ATP ou du nucléotide triphosphate pour produire une force mécanique. Il existe deux types de moteurs moléculaires: les moteurs moléculaires linéaires et les moteurs moléculaires rotatifs. Ils représentent deux modes de fonctionnement du moteur.
Que sont les moteurs moléculaires linéaires ?
Les moteurs moléculaires linéaires jouent un rôle important dans le mouvement et le travail mécanique du corps. Elles sont également appelées protéines motrices du cytosquelette. 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 de l'ATP, ce qui leur permet de se déplacer sur une trajectoire linéaire. Il existe une réaction de couplage qui se produit 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 existe deux principaux moteurs moléculaires linéaires. Ce sont des moteurs d'actine et des moteurs de microtubules. Les moteurs d'actine comprennent les myosines tandis que les moteurs des microtubules comprennent les kinésines et les dynéines. Les myosines appartiennent à une superfamille des protéines motrices de l'actine. Ils sont impliqués dans la conversion de l'énergie chimique en énergie mécanique, générant ainsi force et mouvement. Les kinésines sont un type de moteurs de microtubules qui participent principalement à la formation du fuseau pendant la mitose et la méiose. Ils sont essentiels à la formation du fuseau lors de la séparation des chromosomes mitotiques et méiotiques au cours de la cellule. En revanche, les dynéines sont des molécules motrices très complexes qui participent aux mécanismes de transport intracellulaire.
Que sont les moteurs moléculaires rotatifs ?
Les moteurs moléculaires rotatifs participent principalement à la génération d'énergie via le complexe ATP synthase et facilitent le mouvement de rotation entre les composants du complexe. L'exemple classique d'un moteur moléculaire rotatif représente la famille de protéines F0–F1 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 la génération d'ATP.
Figure 02: F0 – F1 ATP Synthase
De plus, des moteurs à molécules rotatives sont également présents dans la structure du flagelle bactérien. Il forme la plaque de base et gère le mouvement des flagelles bactériens 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 à la fois 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 son fonctionnement.
- Ce sont des molécules actives.
- Les deux utilisent de l'énergie sous forme d'hydrolyse de l'ATP ou de force motrice du proton.
- Ils facilitent les mouvements actifs.
- 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 réside dans le type de mouvement qu'ils affichent. 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 de l'ATP. Les moteurs moléculaires d'actine et les moteurs de molécules de microtubules sont deux exemples de moteurs moléculaires linéaires, tandis que les moteurs d'ATP synthase et les protéines motrices flagellaires sont des moteurs moléculaires rotatifs.
L'infographie ci-dessous résume la différence entre les moteurs linéaires et moléculaires.
Résumé - Moteurs moléculaires linéaires vs rotatifs
Les moteurs moléculaires jouent un rôle important dans la médiation des voies biochimiques chez les procaryotes et les eucaryotes. Il existe deux principaux types de moteurs moléculaires: les moteurs moléculaires linéaires et les moteurs moléculaires rotatifs. Comme son nom l'indique, les moteurs moléculaires linéaires facilitent le mouvement linéaire entre les sous-unités individuelles de la protéine motrice 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 chez les procaryotes et les eucaryotes. Voici donc le résumé de la différence entre les moteurs moléculaires linéaires et rotatifs.
