Mekanika Dalam Bioteknologi

    Sistem alam sering mengeksploitasi struktur multiskala dan multifase yang rumit untuk mencapai fungsionalitas di luar sistem buatan manusia. Meskipun memahami susunan kimiawi dari sistem ini sangat penting, mekanika pasif dan aktif dalam sistem biologis sangat penting ketika mempertimbangkan banyak sistem alami yang mencapai sifat maju, seperti rasio kekuatan-terhadap-berat yang tinggi dan kemampuan beradaptasi yang responsif terhadap rangsangan. Menemukan bagaimana dan mengapa sistem biologis mencapai fungsionalitas mekanis yang diinginkan ini sering mengungkapkan prinsip-prinsip yang menginformasikan desain sintetik baru berdasarkan sistem biologis. Pendekatan semacam itu secara tradisional berhasil dalam aplikasi medis, dan sekarang menginformasikan terobosan di berbagai bidang sains dan teknik.

Pengertian mekanika

    Mekanika adalah cabang Fisika yang mempelajari tentang gerak dan gaya pada benda. Materi di sini akan dikonsentrasikan pada mekanika klasik atau sehari-hari.

    Mekanika Klasik dibagi menjadi kinematika dan dinamika. Kinematika berkaitan dengan gerak benda tanpa mempertimbangkan penyebab gerak. Dinamika menyangkut hubungan antara gerak benda dan sebab-sebabnya, yaitu gaya-gaya yang bekerja pada benda dan sifat-sifat benda.

Sistem biologis dengan fungsi mekanis pasif dan aktif.

https://media.springernature.com/full/springer-static/image/art%3A10.1038%2Fncomms8418/MediaObjects/41467_2015_Article_BFncomms8418_Fig1_HTML.jpg?as=webp

Proses-struktur-fungsi. 

a. Proses produksi sutra laba-laba melibatkan transformasi protein yang tidak dilipat menjadi                nanokristal beta-sheet yang dipesan melalui geser dan pemanjangan. Namun, tidak hanya faktor        kimia seperti komposisi larutan yang mengarahkan proses, tetapi juga isyarat mekanis seperti                kecepatan penggulungan, yang mengubah gaya geser yang mengontrol penyelarasan rantai polimer. Isyarat mekanis ini memainkan peran mendasar dalam struktur molekul dan mikroskopis sutra laba-laba dengan nanokristal beta-sheet yang tertanam dalam domain amorf. Susunan molekuler dan mikrostruktur dari blok bangunan protein mengontrol fungsi mekanis, sedangkan ukuran, orientasi, dan dispersi nanokristal beta-sheet dan domain amorf dapat mengontrol kekuatan di atas ekstensibilitas.

 b. Proses pembentukan filamen dalam sistem otot melibatkan pembentukan filamen tebal dari                protein motorik miosin yang memiliki domain kepala dan tuas/ekor globular. Setiap kepala miosin        yang memanjang dari filamen bekerja secara independen dari kepala lainnya, sementara struktur            ekornya terjalin untuk membentuk filamen bipolar. Konfigurasi molekul masing-masing kepala            miosin dan struktur tuas mempengaruhi perilaku mereka ketika mengikat filamen aktin secara                siklik, mengerahkan kekuatan dan kemudian melepaskan. Pada otot, miosin mencapai dari                    filamen bipolar ke filamen aktin menghasilkan fungsi otot kontraktil.

.

.

.

.

.

.

.

.

Source 👇

https://www.nature.com/articles/ncomms8418

https://www.school-for-champions.com/mechanics.htm#:~:text=Mechanics%20is%20a%20branch%20of,motion%20and%20forces%20on%20objects.&text=Dynamics%20concerns%20the%20relationship%20between,the%20properties%20of%20the%20bodies.