PCCP naslovnica (26. veljače 2012. godine)

virus, PCCP coverpage

Prošle sam godine proveo tri mjeseca u Ljubljani, na Fakultetu za matematiku i fiziku, surađujući s Rudijem Podgornikom i Anžeom Lošdorferom Božičem na nekoliko projekata, od kojih je jedan upravo ugledao svjetlo dana. Radi se u polu-revijalnom radu >> "Energies and pressures in viruses: contribution of nonspecific electrostatic interactions" koji je objavljen u časopisu Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP).

Taj rad sumira moje, Anžeove i Rudijeve doprinose na području elektrostatike virusa i donosi analitičke procjene elektrostatskih energija i tlakova u virusima izvedene iz pojednostavljenih modela elektrostatskih međudjelovanja u teoriji srednjeg polja (Poisson-Boltzmann). Anže je donio u rad i neke nove i neobjavljene rezultate koji daju približnu procjenu važnosti viševalentnih iona u okviru pristupa koji napušta aproksimaciju srednjeg polja (tzv. strong coupling, dressed counterions pristup).

Rad je izabran za prikaz na naslovnici broja 14(11), a ja sam za tu priliku načinio posebnu ilustraciju koja nije dio samog rada (slika iznad).

virus, PCCP coverpage, detail

Bio je to zanimljiv ilustracijski posao jer je virus (virus mozaične bolesti krastavca, >> cucumber mosaic virus) izrađen kao vrsta izo-plohe temeljene na koordinatama atoma odn. amino-kiselina. Otuda potječe "glatkoća" koja se vidi na ilustraciji. Takvu vrstu vizualizacije izabrao sam jer je Anže računao koordinate svih naboja na virusu. Ako to shvatimo kao niz točaka u trodimenzionalnom prostoru, jasno je da je vizualizacija takvog objekta problematična, pogotovo zato što je skup točaka relativno "rijedak" (radi se samo o aminokiselinama koje su u otopini neutralog pH faktora nabijene). Trebalo je stoga naći način da se skup točaka pretvori u izo-plohu, čija je trodimenzionalna protežitost puno jasnija, a za te potrebe sam koristio BLOB funkciju u PovRay-u koja je podvrsta tzv. >> metaballs 3D objekata koje je izmislio i definirao James Blinn početkom osamdesetih godina (Blinna citiramo u našem članku). Procedura stvaranja izo-plohe iz skupa točaka detaljno je >> objašnjena u radu u ogromnoj fusnoti na stranici 3748.

Dodatni je problem bio prikazati virus tako da mu se podjednako jasno vide vanjština i nutrina (bez RNA molekule), a da sjene ne zaklanjaju detalje 3D oblika virusa. Zato sam izračunao sliku u tri različite postave osvjetljenja koje sam naknadno ukomponirao ("uslojio") u Adobe Photoshopu. Bio je to vrlo zanimljiv pothvat i zaključio sam da su PovRay čistunci, koji tipično smatraju da se svi elementi osvjetljenja moraju izračunati odjednom u samom PovRayu, u krivu. Naravno da su u krivu, kao što su u krivu i svi fanatici koji ne mogu vidjeti dobre aspekte drugih svjetonazora i načina.

Proračun je relativno dugo trajao, između ostalog i jer je ilustraciju trebalo izraditi u visokoj rezoluciji. Detalj te ilustracije u pravoj veličini prikazan je na slici iznad - uočite izrazito "smekšane" prijelaze između svjetla i sjene. Uočite također i da slika sadrži >> geodetsku kupolu iste simetrije kao i virus - ovo čini mi se jasnije ukazuje na matematiziranost i pravilnost virusne strukture. Još jedna je geodetska kupola, ogromnog T-broja prikazana kao suptilni element pozadine slike.

cucumber mosaic virus, CMV, charge

Blob metoda može se primijeniti na bilo koji skup točaka. Tako sam je ja primijenio na skup svih aminokiselina kad sam stvarao prikaz cijelog virusa, a kad sam stvarao prikaz distribucije naboja primijenio sam je posebno na negativno, a posebno na pozitivno nabijene aminokiseline. Rezultat takve procedure prikazan je na slici iznad, ponovo za CMV virus, gdje crveni i plavi objekti prikazuju izo-plohe pozitivnog i negativnog naboja (vidi >> članak za detalje).

cowpea chlorotic mottle, charge

Slika iznad prikazuje distribuciju pozitivnog naboja na >> cowpea chlorotic mottle virusu. To je virus koji prilično specifično parazitira na vrsti graha, >> black-eye pea. Ovaj put virus nije prikazan u presjeku pa se jasno vidi izgled distribucije naboja na virusnoj vanjštini. Ovdje sam također postavio osvjetljenje tako da su sjene jasno vidljive. Čini mi se da u ovom prikazu to ne smeta.

<< Maxwellov demon Baćuške >>

Zadnji put osvježeno 26. veljače 2012. godine