Es hora de la máquina molecular, y hoy vamos a estar buscando en una particularmente increíble. Es esencial, es "evolutivamente antigua", y es única. Esta máquina, denominada ribonucleótido reductasa, o RNR para abreviar, es una belleza. Noticias de MIT explica que su vida depende de esta máquina:
La imagen muestra la máquina compleja con los sitios activos que, precisamente, se ajustan a los cuatro bloques de construcción diferentes. Su trabajo es tomar los ribonucleótidos que componen el ARN y los convierten en los desoxirribonucleótidos que componen el ADN.
A fin de que las partes móviles de la máquina para trabajar, uno de los varios "moléculas efectoras" tiene que encajar en su lugar especial, como una llave que abre un pestillo. Esto hace que la enzima para abrir un sitio activo "distante" y dejar que el bloque apropiado edificio ARN. Luego, la enzima engancha en su lugar para su funcionamiento.
Esta máquina de cuatro-en-uno lleva en cuatro formas diferentes dependiendo de si el nucleótido de ARN es A, G, C o U. Se envía de ADN de cuatro, A, G, C y T con el azúcar desoxirribosa apropiada en lugar de ribosa (en sustitución de un radical con un átomo de hidrógeno, una reacción "reducción" OH). Pero eso no es todo esta máquina increíble lo hace:
RNR es una multi-herramienta, si alguna vez hubo uno. Los efectores, los sustratos y los sitios activos están estrechamente adaptados a la operación a mano, ya sea la generación de más bloques de construcción de ADN o la regulación de su suministro en la célula. Un documento de la Revisión Anual de Bioquímica (2007) pone de esta manera:
Se necesita una gran cantidad de nuevos bloques de construcción para la reparación y la replicación. Usted puede ver por qué esta enzima es esencial para una célula cuando se divide o sufre estrés.
La noticia se ha mencionado un pestillo, pero otro papel a partir de 2015 en el Journal of Biological Chemistry habla de un mecanismo de conmutación:
Es como un robot quirúrgico que tiene una pinza con un interruptor de encendido y apagado. El interruptor (efector) se convierte en la máquina, la apertura del sitio activo distante y dejando que el sustrato apropiado. La enzima a continuación, abrazaderas hacia abajo sobre el sustrato y "reduce" que mediante la sustitución del radical con un hidrógeno de oxígeno. Cuando se libera, el bloque de construcción de ADN está listo para su uso, el efector conmuta la máquina, y la enzima está listo para la siguiente operación.
De alguna manera, cuando hay demasiados bloques de construcción que flotan alrededor de la celda, un efector se une a un sitio activo diferente, la desactivación de la máquina. Es asombroso cómo cada parte parece saber lo que se necesita y cómo proporcionar la misma. Esto implica la retroalimentación desde el núcleo, donde los genes responden a la oferta, ya sea el bloqueo de las enzimas RNR o hacer más de ellos.
Catalina Drennan en el equipo del MIT llama esta enzima "evolutivamente antigua" y especula sobre su origen.
Ella compra en el escenario "mundo de ARN" para el origen de la vida, una visión que se carga con problemas. RNR es una enzima hecha de proteína. ¿Un mundo de fragmentos de ARN flotantes construir alguna manera este complejo, máquina de proteínas de varias partes antes de que existieran los organismos basados en el ADN? Eso no tiene sentido. Una ribozima con "código" suficiente para RNR misma no estaría increíblemente compleja imaginar formando por casualidad. No tendría forma de traducir ese código en un polipéptido sin un ribosoma, también de ARN y proteínas. Por último, aunque de múltiples milagros una RNR primitiva apareció con sus efectores y comenzó a poner hacia fuera el producto, el "mundo ARN" tendría ni idea de qué hacer con un montón de bloques de construcción de ADN que flotan alrededor. En particular, el papel de Drennan en eLife dice nada acerca de nada de esto. En cambio, elogia el "conjunto elegante de reordenamientos proteínas" realizadas por RNR.
RNR es uno de una multitud de máquinas complejas, altamente específicos, multi-componente con partes móviles. Se encuentra en las bacterias y arqueas hasta el final hasta a los seres humanos más simples, se merece algo mejor que ser tratados como basura esperanzador que surgió por casualidad y encontró un trabajo por accidente. Merece ser honrado como una máquina molecular "exquisitamente diseñada" que realiza una "intrincada interacción" de las funciones vitales a la vida, al igual que un diseñador inteligente podría imaginar, planificar y crear.
Crédito de la imagen: Christina Zimanyi, Percival Yang-Ting Chen, y Catherine Drennan través MIT Noticias.
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