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El origen de las máquinas moleculares

El origen de las máquinas moleculares


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El ADN contiene información genética y es la clave para la evolución de los organismos vivos. Los mecanismos de transcripción y traducción permiten que las células vivas procesen la información codificada en el ADN. Para ello, la transcripción y traducción son mecanismos fundamentales necesarios para permitir la evolución de los organismos. Las máquinas moleculares (enzimas) llevan a cabo estos mecanismos leyendo la información en el ADN y usándola para construir proteínas.

¿La primera célula viva contenía la maquinaria necesaria para la traducción y transcripción? o ¿Evolucionaron con el tiempo?

EDITAR: Editó la pregunta para reducir el alcance.


La principal hipótesis es que todo comienza con ARN. "El mundo del ARN". No había ADN ni proteínas. Ambas funciones fueron realizadas por ARN. Ahora no hay ningún organismo vivo que lleve información en ARN (solo virus…), pero hay "enzimas" de ARN - ribozimas.
La evolución al ADN fue posterior, según esta hipótesis.
Hay un artículo realmente bueno en wiki.
http://en.wikipedia.org/wiki/RNA_world_hypothesis
o si quieres algo mas mira aqui
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26876/

Resumen

A partir de nuestro conocimiento de los organismos actuales y las moléculas que contienen, parece probable que el desarrollo de los mecanismos directamente autocatalíticos fundamentales para los sistemas vivos comenzara con la evolución de familias de moléculas que podrían catalizar su propia replicación. Con el tiempo, una familia de catalizadores de ARN cooperantes probablemente desarrolló la capacidad de dirigir la síntesis de polipéptidos. Es probable que el ADN haya sido una adición tardía: a medida que la acumulación de catalizadores proteicos adicionales permitió que evolucionaran células más eficientes y complejas, la doble hélice de ADN reemplazó al ARN como una molécula más estable para almacenar las mayores cantidades de información genética requerida por tales células.


La historia de la PCR


Haciendo posible la persecución

Desafortunadamente, hablar es barato. ¿Qué impidió que Turing se pusiera a trabajar en ese mismo momento? Primero, las computadoras necesitaban un cambio fundamental. Antes de 1949, las computadoras carecían de un requisito previo clave para la inteligencia: no podían almacenar comandos, solo ejecutarlos. En otras palabras, a las computadoras se les podía decir qué hacer, pero no podían recordar lo que hacían. En segundo lugar, la informática era extremadamente cara. A principios de la década de 1950, el costo de arrendar una computadora ascendía a 200.000 dólares al mes. Sólo las universidades de prestigio y las grandes empresas de tecnología podían permitirse el lujo de meterse en estas aguas inexploradas. Se necesitaba una prueba de concepto, así como la defensa de personas de alto perfil, para persuadir a las fuentes de financiación de que valía la pena perseguir la inteligencia artificial.


2. Los pioneros imaginativos de la nanotecnología

El físico estadounidense y premio Nobel Richard Feynman introdujo el concepto de nanotecnología en 1959. Durante la reunión anual de la Sociedad Estadounidense de Física, Feynman presentó una conferencia titulada & # x0201cHay & # x02019s Plenty Room at the Bottom & # x0201d en el Instituto de California de Tecnología (Caltech). En esta conferencia, Feynman formuló la hipótesis & # x0201c ¿Por qué no podemos & # x02019t escribir los 24 volúmenes completos de la Enciclopedia Británica en la cabeza de un alfiler? & # X0201d, y describió una visión del uso de máquinas para construir máquinas más pequeñas y hasta el final. nivel molecular [5]. Esta nueva idea demostró que las hipótesis de Feynman & # x02019 han demostrado ser correctas y, por estas razones, se le considera el padre de la nanotecnología moderna. Después de quince años, Norio Taniguchi, un científico japonés fue el primero en usar y definir el término & # x0201cnanotecnología & # x0201d en 1974 como: & # x0201cnanotecnología consiste principalmente en el procesamiento de separación, consolidación y deformación de materiales por un átomo o uno. molécula & # x0201d [6].

Después de que Feynman descubrió este nuevo campo de investigación que atrajo el interés de muchos científicos, se han desarrollado dos enfoques que describen las diferentes posibilidades para la síntesis de nanoestructuras. Estos enfoques de fabricación se dividen en dos categorías: de arriba hacia abajo y de abajo hacia arriba, que difieren en grados de calidad, velocidad y costo.

El enfoque de arriba hacia abajo es esencialmente la descomposición del material a granel para obtener partículas de tamaño nanométrico. Esto se puede lograr mediante el uso de técnicas avanzadas como la ingeniería de precisión y la litografía que han sido desarrolladas y optimizadas por la industria durante las últimas décadas. La ingeniería de precisión respalda a la mayoría de la industria de la microelectrónica durante todo el proceso de producción, y el alto rendimiento se puede lograr mediante el uso de una combinación de mejoras. Estos incluyen el uso de nanoestructura avanzada basada en diamante o nitruro de boro cúbico y sensores para control de tamaño, combinados con control numérico y tecnologías avanzadas de servodrive. La litografía implica el modelado de una superficie mediante la exposición a luz, iones o electrones, y la deposición de material sobre esa superficie para producir el material deseado [7].

El enfoque ascendente se refiere a la acumulación de nanoestructuras desde la parte inferior: átomo por átomo o molécula por molécula mediante métodos físicos y químicos que se encuentran en un rango de nanoescala (1 nm a 100 nm) utilizando la manipulación controlada de autoensamblaje de átomos y moléculas. La síntesis química es un método de producción de materiales rugosos que se pueden utilizar directamente en el producto en su forma desordenada a granel o como bloques de construcción de materiales ordenados más avanzados. El autoensamblaje es un enfoque de abajo hacia arriba en el que los átomos o moléculas se organizan en nanoestructuras ordenadas mediante interacciones químico-físicas entre ellos. El ensamblaje posicional es la única técnica en la que átomos individuales, moléculas o grupos se pueden colocar libremente uno por uno [7].

El concepto general de arriba hacia abajo y de abajo hacia arriba y los diferentes métodos adoptados para sintetizar nanopartículas mediante el uso de estas técnicas se resumen en la Figura 2. En 1986, K. Eric Drexler publicó el primer libro sobre nanotecnología & # x0201cEngines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology & # x0201d, que llevó a que la teoría de la & # x0201c ingeniería molecular & # x0201d se hiciera más popular [8]. Drexler describió la acumulación de máquinas complejas a partir de átomos individuales, que pueden manipular moléculas y átomos de forma independiente y, por lo tanto, producen nanotructuras de autoensamblaje. Posteriormente, en 1991, Drexler, Peterson y Pergamit publicaron otro libro titulado & # x0201cUnbounding the Future: the Nanotechnology Revolution & # x0201d en el que utilizan los términos & # x0201cnanobots & # x0201d o & # x0201cassemblers & # x0201d para nano procesos en aplicaciones de medicina y luego, el famoso término & # x0201cnanomedicina & # x0201d se utilizó por primera vez después de eso [9].

El concepto de tecnología de arriba hacia abajo y de abajo hacia arriba: diferentes métodos para la síntesis de nanopartículas.


El origen de las máquinas moleculares - Biología

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El Instituto de Biología Molecular, el IMB, es un grupo de biólogos, químicos y físicos de la Universidad de Oregon que han combinado su experiencia para abordar cuestiones fundamentales en biología molecular. ¿Cuáles son los principios subyacentes que definen la vida? ¿Cómo se desarrollan los organismos y responden a sus entornos de manera organizada? ¿Cómo evoluciona la vida? ¿Cómo podemos traducir nuestro conocimiento molecular en terapias novedosas?

Para abordar estas preguntas, el IMB cuenta con una facultad altamente colaboradora con experiencia en genómica, biología celular, bioquímica / biofísica, biología de sistemas, microbiología y biología evolutiva. Nuestros investigadores utilizan una amplia variedad de sistemas biológicos, desde el pez cebra libre de gérmenes hasta las máquinas moleculares reconstituidas in vitro y los modelos computacionales. Como resultado, los estudiantes inscritos en nuestro programa de doctorado obtienen las amplias habilidades conceptuales y técnicas necesarias para tener éxito en la investigación biológica moderna. Además, nuestras instalaciones de vanguardia y nuestro excelente personal de apoyo permiten a los miembros de la comunidad de IMB centrar sus esfuerzos en la ciencia.

El Instituto de Biología Molecular se esfuerza por crear un entorno inclusivo y acogedor para los científicos de todos los orígenes raciales, étnicos, socioeconómicos y de otro tipo. El racismo sistémico, incluso asesino, ha resultado en barreras centenarias para los científicos negros en particular. Estamos comprometidos con el difícil trabajo de derribar estas barreras. El liderazgo de la IMB reconoce plenamente que nuestro papel pasado, presente y futuro como guardianes de la ciencia nos impone la responsabilidad de trabajar para corregir estas desigualdades. También reconocemos que nuestro éxito depende de la participación y el aprendizaje de los profesores, el personal, los aprendices y la comunidad en general para diseñar e implementar soluciones genuinas. Lo invitamos a compartir sus pensamientos y unirse a nosotros para enfrentar el racismo y los prejuicios. Juntos, cultivaremos un instituto que fomente la diversidad para mejorar la sociedad al tiempo que permite una ciencia más audaz y creativa.


El origen de las máquinas moleculares - Biología

Un largo camino conduce desde los orígenes de la "vida" primitiva, que existía hace al menos 3.500 millones de años, hasta la profusión y diversidad de vida que existe hoy. Este camino se entiende mejor como producto de la evolución.

Contrariamente a la opinión popular, ni el término ni la idea de evolución biológica comenzaron con Charles Darwin y su obra más destacada, Sobre el origen de las especies por medio de la selección natural (1859). Muchos estudiosos de los filósofos griegos antiguos en adelante habían inferido que especies similares descendían de un antepasado común. La palabra "evolución" apareció por primera vez en el idioma inglés en 1647 en una conexión no biológica, y se volvió ampliamente utilizada en inglés para todo tipo de progresiones desde comienzos más simples. El término que Darwin usó con más frecuencia para referirse a la evolución biológica fue "descendencia con modificación", que sigue siendo una buena definición breve del proceso en la actualidad.

Darwin propuso que la evolución podría explicarse por la supervivencia diferencial de los organismos siguiendo su variación natural, un proceso que denominó "selección natural". Según este punto de vista, la descendencia de los organismos difiere entre sí y de sus padres en formas que son heredables, es decir, pueden transmitir las diferencias genéticamente a su propia descendencia. Además, los organismos de la naturaleza suelen producir más descendientes de los que pueden sobrevivir y reproducirse dadas las limitaciones de alimentos, espacio y otros recursos ambientales. Si una descendencia en particular tiene rasgos que le dan una ventaja en un entorno en particular, será más probable que ese organismo sobreviva y transmita esos rasgos. A medida que las diferencias se acumulan durante generaciones, las poblaciones de organismos divergen de sus ancestros.

La hipótesis original de Darwin ha sufrido una gran modificación y expansión, pero los conceptos centrales se mantienen firmes. Los estudios en genética y biología molecular, campos desconocidos en la época de Darwin, han explicado la ocurrencia de las variaciones hereditarias que son esenciales para la selección natural. Las variaciones genéticas son el resultado de cambios o mutaciones en la secuencia de nucleótidos del ADN, la molécula de la que están hechos los genes. Estos cambios en el ADN ahora se pueden detectar y describir con gran precisión.

Las mutaciones genéticas surgen por casualidad. Pueden o no equipar al organismo con mejores medios para sobrevivir en su entorno. Pero si una variante genética mejora la adaptación al medio ambiente (por ejemplo, al permitir que un organismo haga un mejor uso de un nutriente disponible o escape de los depredadores de manera más efectiva, como a través de piernas más fuertes o disfrazando la coloración), los organismos que llevan ese gen tienen más probabilidades de sobrevivir y reproducirse que los que no lo tienen. Con el tiempo, sus descendientes tenderán a aumentar, cambiando las características medias de la población. Aunque la variación genética sobre la que trabaja la selección natural se basa en elementos aleatorios o aleatorios, la selección natural en sí misma produce un cambio "adaptativo", todo lo contrario al azar.

Los científicos también han logrado comprender los procesos mediante los cuales se originan nuevas especies. Una nueva especie es aquella en la que los individuos no pueden aparearse y producir descendientes viables con individuos de una especie preexistente. La división de una especie en dos a menudo comienza porque un grupo de individuos se separa geográficamente del resto. Esto es particularmente evidente en islas remotas lejanas, como las Galápagos y el archipiélago hawaiano, cuya gran distancia de las Américas y Asia significa que los colonizadores que llegan tendrán poca o ninguna oportunidad de aparearse con los individuos que permanecen en esos continentes. Las montañas, ríos, lagos y otras barreras naturales también explican la separación geográfica entre poblaciones que alguna vez pertenecieron a la misma especie.

Una vez aislados, los grupos de individuos separados geográficamente se diferencian genéticamente como consecuencia de la mutación y otros procesos, incluida la selección natural. El origen de una especie es a menudo un proceso gradual, de modo que al principio el aislamiento reproductivo entre grupos separados de organismos es solo parcial, pero finalmente se completa. Los científicos prestan especial atención a estas situaciones intermedias, porque ayudan a reconstruir los detalles del proceso ya identificar genes particulares o conjuntos de genes que explican el aislamiento reproductivo entre especies.

Un ejemplo particularmente convincente de especiación involucra a las 13 especies de pinzones estudiadas por Darwin en las Islas Galápagos, ahora conocidas como pinzones de Darwin. Los antepasados ​​de estos pinzones parecen haber emigrado del continente sudamericano a los Galápagos. Hoy en día, las diferentes especies de pinzones de la isla tienen hábitats, dietas y comportamientos distintos, pero los mecanismos involucrados en la especiación continúan operando. Un grupo de investigación dirigido por Peter y Rosemary Grant de la Universidad de Princeton ha demostrado que un solo año de sequía en las islas puede impulsar cambios evolutivos en los pinzones. La sequía disminuye el suministro de nueces que se rompen fácilmente, pero permite la supervivencia de las plantas que producen nueces más grandes y resistentes. Así, las sequías favorecen a las aves con picos fuertes y anchos que pueden romper estas semillas más duras, produciendo poblaciones de aves con estos rasgos. Los Grant han estimado que si las sequías ocurren aproximadamente una vez cada 10 años en las islas, podría surgir una nueva especie de pinzón en solo unos 200 años.

Las siguientes secciones consideran varios aspectos de la evolución biológica con mayor detalle, analizando la paleontología, la anatomía comparada, la biogeografía, la embriología y la biología molecular para obtener más evidencia que respalde la evolución.

El registro fósil

Aunque fue Darwin, sobre todos los demás, quien reunió por primera vez pruebas convincentes de la evolución biológica, los estudiosos anteriores habían reconocido que los organismos de la Tierra habían cambiado sistemáticamente durante largos períodos de tiempo. Por ejemplo, en 1799 un ingeniero llamado William Smith informó que, en capas ininterrumpidas de roca, los fósiles se encontraban en un orden secuencial definido, con los de apariencia más moderna más cerca de la parte superior. Debido a que las capas inferiores de roca lógicamente se colocaron antes y, por lo tanto, son más antiguas que las capas superiores, la secuencia de fósiles también podría tener una cronología de la más antigua a la más joven. Sus hallazgos fueron confirmados y ampliados en la década de 1830 por el paleontólogo William Lonsdale, quien reconoció que los restos fósiles de organismos de estratos inferiores eran más primitivos que los de arriba. Hoy en día, se han identificado muchos miles de depósitos de rocas antiguas que muestran las correspondientes sucesiones de organismos fósiles.

Por tanto, la secuencia general de fósiles ya había sido reconocida antes de que Darwin concibiera la descendencia con modificaciones. Pero los paleontólogos y geólogos anteriores a Darwin utilizaron la secuencia de fósiles en las rocas no como prueba de la evolución biológica, sino como base para elaborar la secuencia original de los estratos rocosos que habían sido alterados estructuralmente por terremotos y otras fuerzas.

En la época de Darwin, la paleontología era todavía una ciencia rudimentaria. Gran parte de la sucesión geológica de rocas estratificadas se desconocía o se estudiaba de forma inadecuada.

A Darwin, por lo tanto, le preocupaba la rareza de las formas intermedias entre algunos grupos importantes de organismos.

Hoy en día, muchas de las lagunas en el registro paleontológico se han llenado con la investigación de los paleontólogos. Cientos de miles de organismos fósiles, que se encuentran en secuencias de rocas bien fechadas, representan sucesiones de formas a lo largo del tiempo y manifiestan muchas transiciones evolutivas. Como se mencionó anteriormente, la vida microbiana del tipo más simple ya existía hace 3.500 millones de años. La evidencia más antigua de organismos más complejos (es decir, células eucarióticas, que son más complejas que las bacterias) se ha descubierto en fósiles sellados en rocas de aproximadamente 2 mil millones de años. Los organismos multicelulares, que son los hongos, las plantas y los animales familiares, se han encontrado solo en estratos geológicos más jóvenes. La siguiente lista presenta el orden en el que aparecieron formas de vida cada vez más complejas:


Forma de vida Millones de años desde
Primera aparición conocida
(Aproximado)
Microbiano (células procarióticas) 3,500
Complejo (células eucarióticas) 2,000
Primeros animales multicelulares 670
Animales con caparazón 540
Vertebrados (peces simples) 490
Anfibios 350
Reptiles 310
Mamíferos 200
Primates no humanos 60
Los primeros simios 25
Antepasados ​​australopitecinos de los humanos 4
Humanos modernos 0 .15 (150.000 años)

Se han descubierto tantas formas intermedias entre peces y anfibios, entre anfibios y reptiles, entre reptiles y mamíferos, y a lo largo de las líneas de ascendencia de los primates, que a menudo es difícil identificar categóricamente cuando se produce la transición de una especie a otra en particular. En realidad, casi todos los fósiles pueden considerarse intermedios en cierto sentido, son formas de vida que se interponen entre las formas que los precedieron y las que siguieron.

Por lo tanto, el registro fósil proporciona evidencia consistente de cambio sistemático a través del tiempo, de descendencia con modificación. A partir de este enorme conjunto de pruebas, se puede predecir que no se encontrarán reversiones en futuros estudios paleontológicos. Es decir, los anfibios no aparecerán antes que los peces, ni los mamíferos antes que los reptiles, y no habrá vida compleja en el registro geológico antes de las células eucariotas más antiguas. Esta predicción ha sido confirmada por la evidencia acumulada hasta ahora: no se han encontrado reversiones.

Estructuras comunes

Las inferencias sobre la ascendencia común derivadas de la paleontología están reforzadas por la anatomía comparada. Por ejemplo, los esqueletos de humanos, ratones y murciélagos son sorprendentemente similares, a pesar de las diferentes formas de vida de estos animales y la diversidad de entornos en los que prosperan. La correspondencia de estos animales, hueso por hueso, se puede observar en todas las partes del cuerpo, incluidas las extremidades, pero una persona escribe, un ratón corre y un murciélago vuela con estructuras construidas con huesos que son diferentes en detalle pero similares en general. estructura y relación entre sí.

Los científicos denominan homologías a estas estructuras y han llegado a la conclusión de que se explican mejor por descendencia común. Los anatomistas comparados investigan tales homologías, no solo en la estructura ósea, sino también en otras partes del cuerpo, elaborando relaciones a partir de grados de similitud. Sus conclusiones proporcionan inferencias importantes sobre los detalles de la historia evolutiva, inferencias que pueden probarse mediante comparaciones con la secuencia de formas ancestrales en el registro paleontológico.

La oreja y la mandíbula de los mamíferos son casos en los que la paleontología y la anatomía comparada se combinan para mostrar un ancestro común a través de etapas de transición. Las mandíbulas inferiores de los mamíferos contienen solo un hueso, mientras que las de los reptiles tienen varios. Los otros huesos de la mandíbula del reptil son homólogos con los huesos que ahora se encuentran en la oreja de los mamíferos. Los paleontólogos han descubierto formas intermedias de reptiles parecidos a los mamíferos (Therapsida) con una articulación de doble mandíbula: una compuesta por los huesos que persisten en las mandíbulas de los mamíferos y la otra formada por huesos que eventualmente se convirtieron en el martillo y el yunque de la oreja de los mamíferos.

La distribución de especies

La biogeografía también ha aportado pruebas de la descendencia de antepasados ​​comunes. La diversidad de la vida es estupenda. Se han descrito y nombrado aproximadamente 250.000 especies de plantas vivas, 100.000 especies de hongos y un millón de especies de animales, cada una de las cuales ocupa su propio entorno o nicho ecológico peculiar y el censo está lejos de ser completo. Algunas especies, como los seres humanos y nuestro compañero el perro, pueden vivir en una amplia gama de entornos. Otros están increíblemente especializados. Una especie de hongo (Laboulbenia) crece exclusivamente en la parte posterior de las alas que las cubren de una única especie de escarabajo (Aphaenops cronei) que se encuentra solo en algunas cuevas del sur de Francia. Las larvas de la mosca Drosophila carcinophila solo pueden desarrollarse en surcos especializados debajo de las aletas del tercer par de apéndices orales de un cangrejo terrestre que se encuentra solo en ciertas islas del Caribe.

¿Cómo podemos hacer inteligible la colosal diversidad de seres vivos y la existencia de criaturas tan extraordinarias y aparentemente caprichosas como el hongo, el escarabajo y la mosca descritos anteriormente? ¿Y por qué los grupos de islas como los Galápagos suelen estar habitados por formas similares a las del continente más cercano pero pertenecientes a especies diferentes? La teoría evolutiva explica que la diversidad biológica es el resultado de que los descendientes de predecesores locales o migrantes se adapten a sus diversos entornos. Esta explicación puede probarse examinando las especies actuales y los fósiles locales para ver si tienen estructuras similares, lo que indicaría cómo se deriva una de la otra. Además, debería haber evidencia de que especies sin un ancestro local establecido habían migrado a la localidad.

Dondequiera que se hayan realizado tales pruebas, estas condiciones se han confirmado. Un buen ejemplo son las poblaciones de mamíferos de América del Norte y del Sur, donde organismos nativos sorprendentemente diferentes evolucionaron de forma aislada hasta la aparición del istmo de Panamá hace aproximadamente 3 millones de años. A partir de entonces, el armadillo, el puercoespín y la zarigüeya, mamíferos de origen sudamericano, migraron hacia el norte, junto con muchas otras especies de plantas y animales, mientras que el puma y otras especies norteamericanas atravesaron el istmo hacia el sur.

La evidencia que encontró Darwin de la influencia de la distribución geográfica en la evolución de los organismos se ha fortalecido con el avance del conocimiento. Por ejemplo, aproximadamente 2.000 especies de moscas pertenecientes al género Drosophila se encuentran ahora en todo el mundo. Aproximadamente una cuarta parte de ellos vive solo en Hawái. Más de mil especies de caracoles y otros moluscos terrestres también se encuentran solo en Hawái. La explicación biológica de la multiplicidad de especies relacionadas en localidades remotas es que tal gran diversidad es consecuencia de su evolución a partir de unos pocos ancestros comunes que colonizaron un ambiente aislado. Las islas hawaianas están lejos de cualquier continente u otras islas, y sobre la base de la evidencia geológica nunca se han unido a otras tierras. Así, los pocos colonizadores que llegaron a las islas hawaianas encontraron muchos nichos ecológicos disponibles, donde pudieron, a lo largo de numerosas generaciones, experimentar cambios evolutivos y diversificación. Ningún otro mamífero que no sea una especie de murciélago vivía en las islas hawaianas cuando los primeros pobladores humanos llegaron de manera similar, muchos otros tipos de plantas y animales estaban ausentes.

Las islas hawaianas no son menos hospitalarias que otras partes del mundo para las especies ausentes. Por ejemplo, los cerdos y las cabras se han multiplicado en la naturaleza en Hawai, y otros animales domésticos también prosperan allí. La explicación científica de la ausencia de muchos tipos de organismos, y la gran multiplicación de unos pocos, es que muchos tipos de organismos nunca llegaron a las islas debido a su aislamiento geográfico. Aquellos que llegaron a las islas se diversificaron con el tiempo debido a la ausencia de organismos relacionados que competirían por los recursos.

Similitudes durante el desarrollo

La embriología, el estudio del desarrollo biológico desde el momento de la concepción, es otra fuente de evidencia independiente de descendencia común. Los percebes, por ejemplo, son crustáceos sedentarios con poca similitud aparente con otros
crustáceos como langostas, camarones o copépodos. Sin embargo, los percebes pasan por una etapa larvaria de natación libre en la que se parecen a otras larvas de crustáceos. La similitud de las etapas larvarias apoya la conclusión de que todos los crustáceos tienen partes homólogas y un ancestro común.

De manera similar, una amplia variedad de organismos, desde moscas de la fruta hasta gusanos, ratones y humanos, tienen secuencias de genes muy similares que están activas en las primeras etapas del desarrollo. Estos genes influyen en la segmentación u orientación corporal en todos estos grupos diversos. La presencia de genes tan similares que hacen cosas similares en una gama tan amplia de organismos se explica mejor por haber estado presentes en un ancestro común muy temprano de todos estos grupos.

Nueva evidencia de biología molecular

El principio unificador de ascendencia común que surge de todas las líneas de evidencia anteriores está siendo reforzado por los descubrimientos de la bioquímica y la biología molecular modernas.

El código utilizado para traducir secuencias de nucleótidos en secuencias de aminoácidos es esencialmente el mismo en todos los organismos. Además, las proteínas de todos los organismos se componen invariablemente del mismo conjunto de 20 aminoácidos. Esta unidad de composición y función es un poderoso argumento a favor de la ascendencia común de los más diversos organismos.

En 1959, científicos de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido determinaron las estructuras tridimensionales de dos proteínas que se encuentran en casi todos los animales multicelulares: hemoglobina y mioglobina. La hemoglobina es la proteína que transporta el oxígeno en la sangre. La mioglobina recibe oxígeno de la hemoglobina y lo almacena en los tejidos hasta que se necesita. Estas fueron las primeras estructuras de proteínas tridimensionales que se resolvieron y arrojaron algunas ideas clave. La mioglobina tiene una sola cadena de 153 aminoácidos envuelta alrededor de un grupo de hierro y otros átomos (llamados "hemo") a los que se une el oxígeno. La hemoglobina, por el contrario, está formada por cuatro cadenas: dos cadenas idénticas que constan de 141 aminoácidos y otras dos cadenas idénticas que constan de 146 aminoácidos. Sin embargo, cada cadena tiene un hemo exactamente como el de la mioglobina, y cada una de las cuatro cadenas de la molécula de hemoglobina se pliega exactamente como la mioglobina. En 1959 fue inmediatamente obvio que las dos moléculas están estrechamente relacionadas.

Durante las siguientes dos décadas, se determinaron las secuencias de mioglobina y hemoglobina de decenas de mamíferos, aves, reptiles, anfibios, peces, gusanos y moluscos. Todas estas secuencias estaban tan obviamente relacionadas que podían compararse con confianza con las estructuras tridimensionales de dos estándares seleccionados: mioglobina de ballena y hemoglobina de caballo. Aún más significativamente, las diferencias entre secuencias de diferentes organismos podrían usarse para construir un árbol genealógico de variación de hemoglobina y mioglobina entre organismos. Este árbol concuerda completamente con las observaciones derivadas de la paleontología y la anatomía sobre la descendencia común de los organismos correspondientes.

Se han obtenido historias familiares similares a partir de estructuras tridimensionales y secuencias de aminoácidos de otras proteínas, como el citocromo c (una proteína involucrada en la transferencia de energía) y las proteínas digestivas tripsina y quimotripsina. El examen de la estructura molecular ofrece una herramienta nueva y extremadamente poderosa para estudiar las relaciones evolutivas. La cantidad de información es potencialmente enorme, tan grande como las miles de proteínas diferentes contenidas en los organismos vivos, y está limitada solo por el tiempo y los recursos de los biólogos moleculares.

A medida que ha mejorado la capacidad de secuenciar los nucleótidos que componen el ADN, también se ha hecho posible utilizar genes para reconstruir la historia evolutiva de los organismos. Debido a las mutaciones, la secuencia de nucleótidos en un gen cambia gradualmente con el tiempo. Cuanto más estrechamente relacionados estén dos organismos, menos diferente será su ADN. Debido a que hay decenas de miles de genes en humanos y otros organismos, el ADN contiene una enorme cantidad de información sobre la historia evolutiva de cada organismo.

Los genes evolucionan a diferentes velocidades porque, aunque la mutación es un evento aleatorio, algunas proteínas son mucho más tolerantes a los cambios en su secuencia de aminoácidos que otras proteínas. Por esta razón, los genes que codifican estas proteínas más tolerantes y menos restringidas evolucionan más rápido. La velocidad media a la que evoluciona un tipo particular de gen o proteína da lugar al concepto de "reloj molecular". Los relojes moleculares se ejecutan rápidamente para proteínas menos restringidas y lentamente para proteínas más restringidas, aunque todos tienen los mismos eventos evolutivos.

La figura de esta página compara tres relojes moleculares: para las proteínas del citocromo c, que interactúan íntimamente con otras macromoléculas y están bastante restringidas en sus secuencias de aminoácidos, para las hemoglobinas menos rígidamente restringidas, que interactúan principalmente con el oxígeno y otras moléculas pequeñas y para los fibrinopéptidos, que son fragmentos de proteínas que se cortan de proteínas más grandes (fibrinógenos) cuando la sangre se coagula. El reloj de los fibrinopéptidos corre rápidamente el 1 por ciento de los aminoácidos cambian en poco más de 1 millón de años. En el otro extremo, el reloj molecular funciona lentamente para el citocromo c: un cambio del 1 por ciento en la secuencia de aminoácidos requiere 20 millones de años. El reloj de hemoglobina es intermedio.

El concepto de reloj molecular es útil para dos propósitos. Determina las relaciones evolutivas entre los organismos e indica el momento en el pasado cuando las especies comenzaron a divergir unas de otras. Una vez que el reloj para un gen o proteína en particular ha sido calibrado por referencia a algún evento cuyo tiempo se conoce, el tiempo cronológico real en el que ocurrieron todos los demás eventos se puede determinar examinando la proteína o el árbol genético.

Una interesante línea adicional de evidencia que apoya la evolución involucra secuencias de ADN conocidas como "pseudogenes". Los pseudogenes son remanentes de genes que ya no funcionan pero que continúan siendo transportados en el ADN como exceso de equipaje. Los pseudogenes también cambian a lo largo del tiempo, ya que se transmiten de antepasados ​​a descendientes, y ofrecen una forma especialmente útil de reconstruir las relaciones evolutivas.

Con genes funcionales, una posible explicación de la similitud relativa entre genes de diferentes organismos es que sus formas de vida son similares; por ejemplo, los genes de un caballo y una cebra podrían ser más similares debido a sus hábitats y comportamientos similares que los de los genes. genes de un caballo y un tigre. Pero esta posible explicación no funciona para los pseudogenes, ya que no realizan ninguna función. Más bien, el grado de similitud entre pseudogenes debe simplemente reflejar su relación evolutiva. Cuanto más remoto sea el último ancestro común de dos organismos, más diferentes serán sus pseudogenes.

La evidencia de la evolución de la biología molecular es abrumadora y está creciendo rápidamente. En algunos casos, esta evidencia molecular permite ir más allá de la evidencia paleontológica. Por ejemplo, se ha postulado durante mucho tiempo que las ballenas descienden de mamíferos terrestres que habían regresado al mar. A partir de la evidencia anatómica y paleontológica, los parientes terrestres vivos más cercanos de las ballenas parecían ser los mamíferos de pezuña uniforme (bovinos, ovejas, camellos, cabras, etc.). Comparaciones recientes de algunos genes de proteínas de la leche (beta-caseína y kappa-caseína) han confirmado esta relación y han sugerido que el pariente vivo más cercano de las ballenas en tierra puede ser el hipopótamo. En este caso, la biología molecular ha aumentado el registro fósil.

Creacionismo y la evidencia de la evolución

Algunos creacionistas citan lo que dicen que es un registro fósil incompleto como evidencia del fracaso de la teoría evolutiva. El registro fósil estaba incompleto en la época de Darwin, pero muchas de las lagunas importantes que existían entonces se han llenado con investigaciones paleontológicas posteriores. Quizás la evidencia fósil más persuasiva de la evolución es la consistencia de la secuencia de fósiles desde el principio hasta el reciente. En ninguna parte

En la Tierra encontramos, por ejemplo, mamíferos en estratos devónicos (la edad de los peces), o fósiles humanos coexistiendo con restos de dinosaurios. Los estratos inalterados con organismos unicelulares simples preceden a los que tienen organismos multicelulares, y los invertebrados preceden a los vertebrados en ninguna parte se ha encontrado esta secuencia invertida. Los fósiles de estratos adyacentes son más similares que los fósiles de estratos temporalmente distantes. La conclusión científica más razonable que puede extraerse del registro fósil es que el descenso con modificación ha tenido lugar como se establece en la teoría de la evolución.

Los creacionistas especiales sostienen que "nadie ha visto ocurrir la evolución". Esto pierde el sentido de cómo la ciencia prueba las hipótesis. No vemos a la Tierra girando alrededor del sol o los átomos que forman la materia. "Vemos" sus consecuencias. Los científicos infieren que los átomos existen y la Tierra gira porque han probado las predicciones derivadas de estos conceptos mediante una extensa observación y experimentación.

Además, en una escala menor, "experimentamos" la evolución que ocurre todos los días. Los cambios anuales en los virus de la influenza y la aparición de bacterias resistentes a los antibióticos son ambos productos de fuerzas evolutivas. De hecho, la rapidez con la que los organismos con tiempos de generación cortos, como las bacterias y los virus, pueden evolucionar bajo la influencia de sus entornos es de gran importancia médica. Muchos experimentos de laboratorio han demostrado que, debido a la mutación y la selección natural, tales microorganismos pueden cambiar de formas específicas de los de las generaciones inmediatamente precedentes.

A mayor escala, la evolución de mosquitos resistentes a los insecticidas es otro ejemplo de la tenacidad y adaptabilidad de los organismos bajo estrés ambiental. Del mismo modo, los parásitos de la malaria se han vuelto resistentes a los medicamentos que se utilizaron ampliamente para combatirlos durante muchos años. Como consecuencia, la malaria va en aumento, con más de 300 millones de casos clínicos de malaria cada año.

Los datos de la evolución molecular contrarrestan una propuesta reciente llamada "teoría del diseño inteligente". Los defensores de esta idea argumentan que la complejidad estructural es una prueba de la mano directa de Dios en la creación especial de organismos como lo son hoy. Estos argumentos se hacen eco de los del clérigo del siglo XVIII William Paley, quien sostenía que el ojo de los vertebrados, debido a su intrincada organización, había sido diseñado especialmente en su forma actual por un Creador omnipotente. Los defensores del diseño inteligente de hoy en día argumentan que las estructuras moleculares como el ADN, o los procesos moleculares como los muchos pasos por los que pasa la sangre cuando se coagula, son tan irreductiblemente complejos que solo pueden funcionar si todos los componentes están operativos a la vez. Por lo tanto, los defensores del diseño inteligente dicen que estas estructuras y procesos no podrían haber evolucionado en el modo escalonado característico de la selección natural.

Sin embargo, las estructuras y los procesos que se dice que son "irreductiblemente" complejos, por lo general, no se examinan más de cerca. Por ejemplo, es incorrecto suponer que una estructura compleja o un proceso bioquímico puede funcionar solo si todos sus componentes están presentes y funcionando como los vemos hoy. Se pueden construir sistemas bioquímicos complejos a partir de sistemas más simples mediante la selección natural. Por lo tanto, la "historia" de una proteína se puede rastrear a través de organismos más simples. Los peces sin mandíbula tienen una hemoglobina más simple que los peces con mandíbula, que a su vez tienen una hemoglobina más simple que los mamíferos.

La evolución de sistemas moleculares complejos puede ocurrir de varias formas. La selección natural puede unir partes de un sistema para una función a la vez y luego, en un momento posterior, recombinar esas partes con otros sistemas de componentes para producir un sistema que tiene una función diferente. Los genes se pueden duplicar, alterar y luego amplificar mediante selección natural. La compleja cascada bioquímica que da como resultado la coagulación de la sangre se ha explicado de esta manera.


Diversidad de sistemas y mecanismos de acción CRISPR-Cas

En términos generales, hay dos clases principales [64] de sistemas CRISPR-Cas, que abarcan cinco tipos principales y 16 subtipos diferentes basados ​​en cas contenido genético, cas arquitectura del operón, secuencias de la proteína Cas y procesos que subyacen a los pasos antes mencionados (Fig. 1) [65, 66]. La primera clase está definida por complejos efectores multiproteicos (Cascade, Cmr, Csm) y abarca los tipos I, III y IV. En particular, los sistemas de tipo I son los más frecuentes y generalizados, que se dirigen al ADN de una manera dependiente de PAM y en cascada, destruyendo los ácidos nucleicos diana mediante el uso de la proteína característica Cas3 [26, 28, 67-71] (fig. 2). Muchos estudios han llevado a una caracterización bioquímica y estructural extensa de las proteínas efectoras y los complejos proteína-ADN-ARN implicados en los sistemas CRISPR-Cas de tipo I [20, 23, 24, 46, 72-77]. Del mismo modo, los sistemas de tipo III ocurren con frecuencia en las arqueas y se caracterizan por los complejos multiproteicos Csm [78-82] o Cmr [16, 83-95]; operan de manera independiente de PAM y pueden escindir ADN o ARN mediante el uso de la firma Cas10. proteína junto con nucleasas efectoras como Cmr4 (la RNasa dentro del complejo Cmr para sistemas de tipo III-B) [85, 95] y Csm3 (la RNasa dentro del complejo Csm para sistemas de tipo III-A) [81, 82]. Curiosamente, varios estudios recientes han revelado que los sistemas CRISPR-Cas de tipo III en realidad pueden apuntar a ambos tipos de ácidos nucleicos, a través de la escisión del ADN y del ARN co-transcripcional [80, 82]. Específicamente, distintos sitios activos dentro del complejo efector de ribonucleoproteína Cas10-Csm impulsan la escisión del ADN guiada por ARN co-transcripcional y la escisión del ARN [80]. Los sistemas de tipo IV son bastante raros y aún quedan por caracterizar en términos de su distribución y función.

Diversidad de máquinas moleculares CRISPR-Cas. Existen dos clases principales de sistemas CRISPR-Cas, que se definen por la naturaleza de sus nucleasas efectoras Cas, constituidas por complejos multiproteicos (clase 1) o por una única proteína de firma (clase 2). Para los sistemas de clase 1, los principales tipos de sistemas CRISPR-Cas incluyen los sistemas de tipo I y de tipo III. Ilustrado aquí como un ejemplo, el Escherichia coli Sistema K12 tipo I-E (arriba a la izquierda) se dirige a secuencias flanqueadas por un PAM situado en 5 '. Los ARN guía son generados por Cascade, de una manera definida por Cas6 y típicamente contienen un mango 5 'de ocho nucleótidos derivado de la repetición CRISPR, una secuencia espaciadora completa y una horquilla 3' derivada de la repetición CRISPR. Después del corte de la hebra diana, la exonucleasa Cas3 3 'a 5' destruye el ADN diana de manera direccional. En el Pyrococcus furiosus Sistema DSM 3638 tipo III-B (abajo a la izquierda), una guía corta de crRNA dirige el complejo Cmr hacia RNA monocatenario complementario de forma independiente de PAM. Para el canónico tipo II-A Streptococcus thermophilus Sistema LMD-9 (superior derecha), una guía dual de crRNA-tracrRNA generada por Cas9 y RNase III se dirige a una secuencia complementaria de ADN PAM flanqueada en 3 'para la génesis de una ruptura precisa de doble hebra utilizando dos dominios de nickasa (RuvC y HNH). Para el Francisella novicida Sistema U112 tipo V (inferior derecha), un ARN guía único se dirige al ADNbc complementario flanqueado por un 5′-PAM utilizando Cpf1, lo que genera una ruptura escalonada del ADNbc. cascada Complejo asociado a CRISPR para defensa antiviral, CRISPR repetición palindrómica corta agrupada regularmente interespaciada, crRNA ARN CRISPR, dsDNA ADN de doble hebra, L líder, Nuevo Testamento nucleótido PAM motivo adyacente del protoespaciador, ssRNA ARN monocatenario, tracrRNA ARN CRISPR trans-activante

Por el contrario, la segunda clase está definida por proteínas efectoras únicas y abarca los tipos II y V. Los sistemas de tipo II están definidos por la popular endonucleasa Cas9 [22], que depende de guías duales de crRNA-tracrRNA [30] que dirigen el RuvC y HNH dominios de nickasa para generar roturas precisas de ADN romos en las secuencias de ADN diana flanqueadas por un 3ʹ PAM [22, 31-34, 96, 97]. Los sistemas de tipo V son raros y se caracterizan por la nucleasa Cpf1 de la firma, que está guiada por un solo crRNA que dirige esta endonucleasa tipo RuvC para el corte escalonado del dsDNA para producir extremos pegajosos en las secuencias de ADN diana flanqueadas por un 5 ′ PAM [98]. .

Recientemente, varios estudios han demostrado que, aunque los sistemas CRISPR-Cas generalmente funcionan en tres etapas distintas, que involucran procesos moleculares peculiares y varias máquinas moleculares Cas, los pasos de adaptación e interferencia pueden en realidad acoplarse [48, 99-101], lo cual es consistente con la hipótesis de la preparación [48, 102-104]. Específicamente, la unión diferencial determina si el ADN diana afín debe destruirse como parte de la ruta de interferencia, o si las secuencias parcialmente complementarias deben dirigirse hacia la ruta de adaptación [48]. El acoplamiento de las etapas de adaptación e interferencia también refleja su co-dependencia de las secuencias Cas9 y PAM en los sistemas de tipo II [100, 101, 105], e implica un modelo de 'cortar y pegar' en lugar de 'copiar y pegar' [ 100].

En general, se produce una amplia diversidad genética y funcional de los sistemas inmunitarios CRISPR-Cas en los genomas de muchas bacterias y la mayoría de las arqueas. Los denominadores comunes incluyen inmunidad codificada por ADN dentro de matrices CRISPR que producen ARN guía pequeños, que definen objetivos específicos de secuencia para las nucleasas Cas y la posterior escisión del ácido nucleico. El universal cas1 y cas2 genes, implicados en la adquisición de espaciadores mediada por integrasa polarizada, de secuencia y estructura específica durante la etapa de adaptación [106-108], están presentes en todos los tipos y subtipos caracterizados en las dos clases principales. Por el contrario, existe una variabilidad sustancial entre clases, tipos y subtipos con respecto a la naturaleza, secuencia y estructura de los ARN CRISPR y las proteínas Cas involucradas, la dependencia y la ubicación de las secuencias de PAM y la naturaleza del ácido nucleico diana. En conjunto, esto ilustra la amplia diversidad multidimensional de los sistemas CRISPR-Cas, sus funciones biológicas nativas y el potencial relativo para diversas aplicaciones biotecnológicas e industriales.

La diversidad de los sistemas CRISPR-Cas refleja sus diversos roles funcionales. Aunque la función principal establecida de los sistemas CRISPR-Cas es la inmunidad adaptativa contra elementos genéticos invasivos como plásmidos y virus, varios estudios los han implicado de forma independiente en otras funciones, incluido el control transcripcional endógeno, así como la resistencia al estrés, la patogenicidad y la regulación de la biopelícula. formación [63, 109-114].

Se anticipan estudios futuros para determinar la justificación de los sesgos de distribución en varios grupos filogenéticos, para la ausencia de sistemas CRISPR-Cas en tantas bacterias y para desentrañar los vínculos funcionales entre la inmunidad y otros procesos biológicos clave como la homeostasis y la reparación del ADN. Un enigma intrigante sobre los sistemas CRISPR-Cas es su ausencia en aproximadamente la mitad de los genomas bacterianos secuenciados hasta la fecha, a pesar de su valor evolutivo intuitivo. Otra consideración importante es si los sesgos observados en el muestreo proto-espaciador durante la adaptación se correlacionan con los sesgos de eficiencia para la etapa de interferencia. Específicamente, los sesgos de adaptación del espaciador se han observado repetidamente en los sistemas de tipo I [115, 116] y en los sistemas de tipo II [105, 117], lo que implica roturas del ADN dependientes de la replicación en las horquillas de replicación, los sitios Chi y la interacción con la maquinaria de reparación del ADN de RecBCD. por lo que será importante determinar si estos también explican la variabilidad de la eficiencia del espaciador durante la interferencia.


Grupo de máquinas moleculares, Laboratorio de medios

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Los receptores de citocinas solubles en agua fusionados con el dominio Fc de IgG pueden ser terapéuticos para las tormentas de citocinas

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El Dr. Zhang es considerado uno de los fundadores del campo de los nanomateriales peptídicos. Descubrió una clase de péptidos autocomplementarios iónicos que experimentan un autoensamblaje molecular para formar nanofibras y estructuras membranosas bien ordenadas.

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Receptores de quimiocinas quiméricos termoestables y solubles en agua diseñados con código QTY con afinidad de ligando sintonizable. [Enlace]

Actas de la Academia Nacional de Ciencias, 27 de noviembre de 2019

Todos somos científicos chinos

Los investigadores describen cómo la represión del gobierno contra la influencia extranjera los está afectando luego de una declaración de apoyo de su universidad.

Entrevista sobre China Science Communication (en chino)

La emoción del descubrimiento: artículos seleccionados de Alexander Rich. Un tributo a Alexander Rich. [enlace] https://doi.org/10.1142/11055 | Enero de 2019. Páginas: 624. Editado por: Shuguang Zhang (Instituto de Tecnología de Massachusetts, EE. UU.)

Investigación impulsada por la curiosidad: fractales y código QTY una charla para estudiantes de secundaria impartida en el Simposio de Fronteras Moleculares 2018 celebrado del 16 al 17 de noviembre de 2018 en el MIT Media Lab, Cambridge, Massachusetts.

Los científicos alteran las proteínas de la membrana para facilitar su estudio. (Centro de Biología de Sistemas Estructurales, 29/8/2018) [enlace]

Seguir un código para intercambiar aminoácidos hace que las proteínas de membrana sean solubles en agua. (Chemical & amp Engineering News, 29/8/2018) [enlace] [pdf local]

Los científicos alteran las proteínas de la membrana para facilitar su estudio (ScienceDaily, 28/8/2018) [enlace] [pdf local] (MIT News, 27/8/2018) [enlace] [pdf local]

Puntos destacados de la investigación, 1967-2016. (Oficina del Rector del MIT, Investigación Institucional)
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Hacer crecer un negocio desde el laboratorio (Noticias del MIT, 02/03/2014)
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Los inversores chinos aprovechan las biotecnologías estadounidenses (Entrevista sobre biotecnología de la naturaleza, 02/2013)
[pdf local]

Aprovechando las células solares de la naturaleza (MIT News, 2/3/2012) [pdf local]


Las definiciones de AES / aes, así como los criterios utilizados para clasificarlas en orden temporal y dividirlas en fases, se presentan en el Apéndice SI para la SSU y en nuestro trabajo anterior (10) para la LSU. Los márgenes entre las fases son algo indistintos, y las fases originales de LSU (10) se ajustaron ligeramente aquí para tener en cuenta los datos de SSU. Las estructuras secundarias de los rRNA de LSU y SSU se toman de nuestra galería pública (apollo.chemistry.gatech.edu/RibosomeGallery/), y los datos son mapeados por el servidor web RiboVision (23). El análisis 3D de la expansión ancestral se realizó utilizando el ribosoma 70S de E. coli (Código de identificación del banco de datos de proteínas 4V9D) (25). La información adicional que respalda el modelo de acreción está disponible en Apéndice SI, Materiales y métodos.

Dedicamos este manuscrito a la memoria del profesor Alexander Rich. Agradecemos a la Sra. Susann Orth por su ayuda en la preparación de las figuras. Este trabajo fue financiado en parte por la Beca NNA09DA78A del Instituto de Astrobiología de la Agencia Nacional de Aeronáutica y Espacio.


El origen de las máquinas moleculares - Biología

Acerca del visor de maquinaria molecular

Esta vista interactiva de la maquinaria molecular en el archivo de PDB permite a los usuarios seleccionar una estructura, acceder a una vista 3D de la entrada usando el Visor de NGL, leer un breve resumen de la función biológica de la molécula y acceder a la entrada de PDB correspondiente y a la columna Molécula del mes. .

Al hacer clic en el botón "Auto" se inicia un recorrido automático por las estructuras. Cada estructura se resaltará y la vista 3D pasará por una secuencia de cambios de estilo y color.

Haga clic aquí para ver o descargar la versión impresa en PDF de este póster (

Autores: David S. Goodsell, Alexander Rose, Maria Voigt y Rob Lowe

Acerca del archivo del banco de datos de proteínas

Las células construyen muchas máquinas moleculares complejas que realizan los trabajos biológicos necesarios para la vida. Algunas de estas máquinas son tijeras moleculares que cortan los alimentos en trozos digeribles. Otros luego usan estas piezas para construir nuevas moléculas cuando las células crecen o los tejidos necesitan ser reparados. Algunas máquinas moleculares forman vigas resistentes que sostienen las células, y otras son motores que usan energía para arrastrarse a lo largo de estas vigas. Algunos reconocen a los atacantes y movilizan defensas contra la infección.

Investigadores de todo el mundo están estudiando estas moléculas a nivel atómico. Estas estructuras 3D están disponibles gratuitamente en el Protein Data Bank (PDB), el almacén central de estructuras biomoleculares. Algunos ejemplos del

Aquí se muestran 100.000 estructuras contenidas en el PDB con cada átomo representado como una pequeña esfera. Aquí se ilustra la enorme variedad de tamaños moleculares, desde la molécula de agua (H2O) con solo tres átomos hasta las subunidades ribosómicas con cientos de miles de átomos.


Ver el vídeo: El Misterio de la Vida 23 Máquinas Moleculares (Septiembre 2022).


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