Dốc

Độ dốc là một thuật ngữ được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học và công nghệ khác nhau. Trong sinh học, gradient có nghĩa là sự thay đổi nồng độ của một chất trong không gian. Đây có thể là nồng độ của các ion, hormone, enzyme hoặc các phân tử khác có thể ảnh hưởng đến hoạt động của tế bào.

Độ dốc được sử dụng để mô tả các quá trình xảy ra trong cơ thể sống. Ví dụ, gradient nồng độ của oxy và carbon dioxide quyết định tốc độ hô hấp của tế bào. Độ dốc nồng độ glucose xác định tốc độ tế bào sử dụng nó.

Trong công nghệ, gradient được sử dụng để tạo ra điện trường. Ví dụ, trong tĩnh điện, độ dốc của điện trường xác định hướng chuyển động của các hạt tích điện. Độ chuyển màu cũng được sử dụng trong quang học để tạo ra thấu kính và gương.

Vì vậy, gradient là một khái niệm quan trọng trong sinh học và kỹ thuật. Nó mô tả những thay đổi về nồng độ của các chất trong không gian và được sử dụng để mô hình hóa các quá trình khác nhau trong hệ thống sống và công nghệ.

Độ dốc trong sinh học là sự thay đổi đặc điểm của môi trường sống của sinh vật theo hướng từ điểm này sang điểm khác. Một thành phần quan trọng của gradient là sự khác biệt về tính chất của môi trường mà sinh vật phải vượt qua để đạt được mục tiêu thích nghi. Khái niệm này được nhà di truyền học Francesco Reaumur đưa ra vào những năm 60 của thế kỷ 19. Ông chỉ ra những thay đổi trong điều kiện ánh sáng và nhiệt độ, đồng thời giải thích tầm quan trọng thiết yếu của các yếu tố thực phẩm là chức năng của môi trường gây ra sự chuyển động của mọi sinh vật. Dòng nghiên cứu này đã dẫn đầu trong hơn 150 năm, nhưng trong những thập kỷ gần đây, nghiên cứu độ dốc đã dựa trên cấp độ phân tử.

Ví dụ, gradient nhiệt độ trong biorest có thể được sử dụng để điều chỉnh hoạt động của các gen ty thể. Sau khi hấp thụ các chất chuyển hóa độc hại, ty thể buộc phải tăng cường tổng hợp hydro peroxide, nồng độ của chất này tăng cao, do đó tình trạng nhiễm toan sẽ tăng lên. Các tế bào bù đắp cho sự thay đổi của môi trường pH bằng cách tăng điện áp ATPase và ngăn chặn quá trình tổng hợp protein cần môi trường kiềm hơn. Ức chế tổng hợp protein tạo điều kiện hình thành các cấu trúc không hòa tan, điều này rất quan trọng để ngăn chặn sự giải phóng canxi tự do vào tế bào chất. Điều này làm giảm mức độ của yếu tố gây hại. Với sự tích tụ mạnh mẽ của các gốc tự do trong tế bào, có thể giảm đáng kể mức độ các phân tử quan trọng của bộ máy phân tử chịu trách nhiệm cho quá trình sinh tổng hợp, ví dụ, protein cần thiết cho hô hấp của ty thể. Dựa trên điều này, việc bù đắp các tác động trao đổi chất cũng sẽ ảnh hưởng đến nhiều phản ứng bảo vệ, các nhánh của phản ứng này được cung cấp bởi một lượng lớn gen PGC-1α phổ biến cho tất cả các quá trình của ty thể.