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¿Están las máquinas moleculares codificadas en el ADN?

¿Están las máquinas moleculares codificadas en el ADN?


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No sé mucho, si es que sé algo, sobre biología molecular. Vi la "vida interior de la célula" en Youtube, lo que despertó mi curiosidad sobre cómo surgieron estas máquinas moleculares. Mi simple entendimiento es que si estas máquinas moleculares están codificadas en el ADN, entonces son "capaces de evolucionar" por mecanismos como la selección natural. ¿Es ese el caso? Y si es así, ¿podemos identificar qué parte de la secuencia de ADN tiene la codificación de estas máquinas moleculares como la Kinesina? ¿Las máquinas motoras moleculares también son sintetizadas por el ARN?


Si.

Las "máquinas moleculares" a las que te refieres son proteínas particulares.

La específica a la que te refieres, la kinesina, está involucrada en el movimiento a lo largo de los microtúbulos, parte de la estructura del esqueleto de una célula, pero otras proteínas actúan como su propio tipo de máquina para realizar sus propias tareas: a veces catalizan una reacción bioquímica, o respondiendo a un tipo de estímulo, o formando una forma o estructura, o combinaciones de todos los anteriores.

Las secciones de ADN que codifican proteínas están bien estudiadas y existen importantes bases de datos de proteínas conocidas. Si va a wikipedia, verá una lista completa de diferentes kinesinas, si hace clic en una, por ejemplo, KIF1A, en el lado derecho muestra que se encuentra en el cromosoma 2 en un ser humano, comenzando en 240,713,764 pares de bases y terminando en 240,820,308 pares de bases. La información para el mouse también se encuentra allí.

Todas las proteínas en la vida basada en el ADN se sintetizan produciendo primero una transcripción de ARN a partir del ADN, que es efectivamente una copia de ARN de un tramo corto de ADN, que luego se traduce en proteína. Otras moléculas de ARN también están involucradas en este proceso, como el ARNr que forma parte del ribosoma (una especie de "fábrica de proteínas"), así como el ARNt que transporta los componentes de aminoácidos de las proteínas a medida que se construyen. La transcripción y traducción son fundamentales para comprender la biología a nivel molecular y celular.

No solo pueden todas las proteínas, desde la kinesina hasta el colágeno, evolucionan, todas tengo evolucionaron a través de la selección natural y otros mecanismos evolutivos, y continúan evolucionando hoy en día en todos los organismos vivos. Sin evolución, no existiría la biología. La biología basada en ARN (hoy, en su mayoría, algunos de los virus) también está sujeta a mecanismos evolutivos, por lo que no es algo exclusivo del ADN, sino de la herencia y la biología en general.


Sí, es justo decir que las máquinas moleculares están codificadas en el ADN. Como dices, la kinesina es una máquina molecular, una proteína motora que mueve moléculas a lo largo de los microtúbulos, que también son proteínas. Las enzimas proteicas son una de las máquinas moleculares más comunes en las células: construyen y descomponen moléculas, entre otras cosas. Los canales de membrana también son proteínas, y podrían llamarse máquinas moleculares; me estoy imaginando un puente levadizo que deja pasar grandes barcos cuando está abierto y no cuando está cerrado, aunque los canales son más como agujeros en la membrana celular que como puentes levadizos.

La secuencia de bases [A, G, C y T] en el ADN le dice a la célula qué proteína debe producir. Y sí, ocurren mutaciones en las secuencias de ADN, lo que da como resultado proteínas mutantes, o proteínas variantes, porque a menudo hay varias versiones de una proteína que funcionan bien.

El artículo de Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Kinesin, habla sobre la familia de proteínas de kinesis, que están codificadas por una familia correspondiente de genes en el ADN.

Sí, el ARN es importante en la síntesis de máquinas moleculares. Lleva copias de los códigos de ADN de diferentes proteínas de nuestros genes. Tiene 3 de las mismas bases ['letras'] que el ADN: A, G y C, pero en lugar de T tiene U, que va en la secuencia de ARN dondequiera que T estaría en el ADN. Las copias de ARN de los genes van al ribosoma, una asombrosa fábrica molecular que toma la información de las copias de ARN de los genes y la usa para producir proteínas, que tienen aminoácidos en lugar de las 4 bases de ADN y ARN.


Un nuevo descubrimiento muestra que las células humanas pueden escribir secuencias de ARN en el ADN

Las células contienen maquinaria que duplica el ADN en un nuevo conjunto que entra en una célula recién formada. Esa misma clase de máquinas, llamadas polimerasas, también construyen mensajes de ARN, que son como notas copiadas del depósito central de ADN de recetas, por lo que se pueden leer de manera más eficiente en proteínas. Pero se pensaba que las polimerasas solo funcionaban en una dirección del ADN al ADN o al ARN. Esto evita que los mensajes de ARN se vuelvan a escribir en el libro de recetas maestro de ADN genómico. Ahora, los investigadores de la Universidad Thomas Jefferson proporcionan la primera evidencia de que los segmentos de ARN se pueden volver a escribir en el ADN, lo que potencialmente desafía el dogma central en biología y podría tener amplias implicaciones que afectan a muchos campos de la biología.

"Este trabajo abre la puerta a muchos otros estudios que nos ayudarán a comprender la importancia de tener un mecanismo para convertir los mensajes de ARN en ADN en nuestras propias células", dice Richard Pomerantz, PhD, profesor asociado de bioquímica y biología molecular en la Universidad Thomas Jefferson. . "La realidad de que una polimerasa humana puede hacer esto con alta eficiencia plantea muchas preguntas". Por ejemplo, este hallazgo sugiere que los mensajes de ARN pueden usarse como plantillas para reparar o reescribir el ADN genómico.

El trabajo fue publicado el 11 de junio en la revista Avances científicos.

Junto con el primer autor Gurushankar Chandramouly y otros colaboradores, el equipo del Dr. Pomerantz comenzó investigando una polimerasa muy inusual, llamada polimerasa theta. De las 14 ADN polimerasas en células de mamíferos, solo tres hacen la mayor parte del trabajo de duplicar todo el genoma para prepararlo para la división celular. Los 11 restantes están involucrados principalmente en la detección y reparación cuando hay una rotura o error en las hebras de ADN. La polimerasa theta repara el ADN, pero es muy propensa a errores y comete muchos errores o mutaciones. Por lo tanto, los investigadores notaron que algunas de las cualidades "malas" de la polimerasa theta eran las que compartía con otra máquina celular, aunque una más común en los virus: la transcriptasa inversa. Al igual que Pol theta, la transcriptasa inversa del VIH actúa como una ADN polimerasa, pero también puede unirse al ARN y leer el ARN en una hebra de ADN.

En una serie de elegantes experimentos, los investigadores probaron la polimerasa theta contra la transcriptasa inversa del VIH, que es una de las mejor estudiadas de su tipo. Demostraron que la polimerasa theta era capaz de convertir los mensajes de ARN en ADN, lo que hizo tan bien como la transcriptasa inversa del VIH, y que en realidad hizo un mejor trabajo que al duplicar ADN en ADN. La polimerasa theta fue más eficiente e introdujo menos errores al usar una plantilla de ARN para escribir nuevos mensajes de ADN que al duplicar ADN en ADN, lo que sugiere que esta función podría ser su propósito principal en la célula.

El grupo colaboró ​​con el laboratorio del Dr. Xiaojiang S. Chen en la USC y utilizó cristalografía de rayos X para definir la estructura y descubrió que esta molécula podía cambiar de forma para acomodar la molécula de ARN más voluminosa, una hazaña única entre las polimerasas.

"Nuestra investigación sugiere que la función principal de la polimerasa theta es actuar como una transcriptasa inversa", dice el Dr. Pomerantz. "En las células sanas, el propósito de esta molécula puede ser la reparación del ADN mediada por ARN. En las células no saludables, como las células cancerosas, la polimerasa theta se expresa en gran medida y promueve el crecimiento de las células cancerosas y la resistencia a los medicamentos. Será emocionante comprender mejor cómo La actividad de la polimerasa theta sobre el ARN contribuye a la reparación del ADN y la proliferación de las células cancerosas ".

Esta investigación fue apoyada por las subvenciones NIH 1R01GM130889-01 y 1R01GM137124-01, y R01CA197506 y R01CA240392. Esta investigación también fue financiada en parte por una subvención de la Tower Cancer Research Foundation.


Escribiendo el libro en ADN

(BOSTON) - Aunque el próximo libro de George Church no llega a los estantes hasta el 2 de octubre, ya ha superado un punto de referencia envidiable: 70 mil millones de copias y aproximadamente el triple de la suma de los 100 mejores libros de todos los tiempos.

Y encajan en tu miniatura.

Actualmente hay 70 mil millones de copias del próximo libro, Regenesis, todas almacenadas en forma de ADN.

Eso es porque Church, un miembro fundamental de la facultad fundadora del Instituto Wyss de Ingeniería de Inspiración Biológica en la Universidad de Harvard y el Profesor Robert Winthrop de Genética en la Facultad de Medicina de Harvard, y su equipo codificaron en ADN el libro, Regenesis: cómo la biología sintética reinventará la naturaleza y a nosotros mismos en el ADN, que luego decodificaron y copiaron.

Biología y el banco de datos # 8217, el ADN ha cautivado a los investigadores durante mucho tiempo con su potencial como medio de almacenamiento: fantásticamente denso, estable, energéticamente eficiente y probado para funcionar durante un período de tiempo de unos 3.500 millones de años. Si bien no es el primer proyecto que demuestra el potencial del almacenamiento de ADN, el equipo de Church & # 8217 combinó la tecnología de secuenciación de próxima generación con una estrategia novedosa para codificar 1000 veces la mayor cantidad de datos almacenados previamente en el ADN.

El equipo informa sus resultados en la edición del 17 de agosto de la revista. Ciencias.

Los investigadores utilizaron código binario para preservar el texto, las imágenes y el formato del libro. Si bien la escala es aproximadamente lo que solía tener un disquete de 5 1/4 pulgadas, la densidad de los bits está casi fuera de serie: 5,5 petabits, o 1 millón de gigabits, por milímetro cúbico. & # 8220La densidad y escala de la información se comparan favorablemente con otros métodos de almacenamiento experimentales de la biología y la física & # 8221, dijo Sriram Kosuri, científico principal del Instituto Wyss y autor principal del artículo. El equipo también incluyó a Yuan Gao, un ex postdoctorado de Wyss que ahora es profesor asociado de ingeniería biomédica en la Universidad Johns Hopkins.

Y donde algunos medios experimentales, como la holografía cuántica, requieren temperaturas frías increíbles y una energía tremenda, el ADN es estable a temperatura ambiente. & # 8220Puedes dejarlo donde quieras, en el desierto o en tu patio trasero, y estará allí 400.000 años después, & # 8221 Church.

Sin embargo, leer y escribir en ADN es más lento que en otros medios, lo que lo hace más adecuado para el almacenamiento de archivos de cantidades masivas de datos, en lugar de para una rápida recuperación o procesamiento de datos. & # 8220Imagine que tiene grabadoras de video realmente baratas en todas partes, & # 8221 Church dijo. & # 8220 Simplemente pinte las paredes con grabadoras de video. Y en su mayor parte solo graban y nadie va a ellos. Pero si sucede algo realmente bueno o realmente malo, querrás ir y raspar la pared y ver qué obtienes. Entonces, algo que & # 8217s molecular es mucho más eficiente y compacto desde el punto de vista energético que puede considerar aplicaciones que antes eran imposibles. & # 8221

Aproximadamente cuatro gramos de ADN teóricamente podrían almacenar los datos digitales que crea la humanidad en un año.

Aunque otros proyectos han codificado datos en el ADN de bacterias vivas, el equipo de Church utilizó microchips de ADN comerciales para crear ADN independiente. & # 8220Evitamos a propósito las células vivas, & # 8221 Church dijo. & # 8220 En un organismo, su mensaje es una pequeña fracción de toda la célula, por lo que hay & # 8217 mucho espacio desperdiciado. Pero lo que es más importante, casi tan pronto como un ADN entra en una célula, si ese ADN no se gana su sustento, si no es evolutivamente ventajoso, la célula comenzará a mutarlo y, finalmente, la célula lo eliminará por completo. & # 8217t N.º 8221

En otra salida, el equipo rechazó la llamada & # 8220 secuenciación de escopeta & # 8221, que reensambla largas secuencias de ADN identificando superposiciones en hebras cortas. En cambio, se inspiraron en la tecnología de la información y codificaron el libro en bloques de datos de 96 bits, cada uno con una dirección de 19 bits para guiar el reensamblaje. Incluyendo imágenes jpeg y formato HTML, el código del libro requirió 54.898 de estos bloques de datos, cada uno de ellos con una secuencia de ADN única. & # 8220 Queríamos ilustrar cómo el mundo moderno está realmente lleno de ceros y unos, no de As a través de Zs solamente, & # 8221 Kosuri dijo.

El equipo discutió la inclusión de una copia de ADN con cada edición impresa de Regenesis. Pero en el libro, Church y su coautor, el escritor científico Ed Regis, abogan por una supervisión cuidadosa de la biología sintética y la vigilancia de sus productos y herramientas. Practicando lo que predican, los autores decidieron no usar un inserto de ADN, al menos hasta que haya habido mucha más discusión sobre la seguridad y la ética de usar el ADN de esta manera. & # 8220 Tal vez el próximo libro, & # 8221 Church dijo.

Este trabajo fue apoyado por la Oficina de Investigación Naval de EE. UU. (N000141010144), Agilent Technologies y el Instituto Wyss.

CONTACTOS
David Cameron, Facultad de Medicina de Harvard
617.960.7221
[email protected]

Twig Mowatt, Instituto Wyss de Ingeniería Biomédica
617.432.1547
[email protected]

El Instituto Wyss de Ingeniería de Inspiración Biológica de la Universidad de Harvard utiliza los principios de diseño de Nature para desarrollar materiales y dispositivos bioinspirados que transformarán la medicina y crearán un mundo más sostenible. Trabajando como una alianza entre las Escuelas de Medicina, Ingeniería y Artes y Ciencias de Harvard y # 8217, y en asociación con Beth Israel Deaconess Medical Center, Boston Children & # 8217s Hospital, Brigham and Women & # 8217s Hospital, Dana Farber Cancer Institute, Massachusetts General Hospital, la Facultad de Medicina de la Universidad de Massachusetts, el Hospital de Rehabilitación Spaulding, la Universidad de Tufts y la Universidad de Boston, el Instituto cruza las barreras disciplinarias e institucionales para participar en investigaciones de alto riesgo que conducen a avances tecnológicos transformadores. Al emular los principios de Nature # 8217 para la autoorganización y la autorregulación, los investigadores de Wyss están desarrollando nuevas e innovadoras soluciones de ingeniería para el cuidado de la salud, la energía, la arquitectura, la robótica y la fabricación. Estas tecnologías se traducen en productos comerciales y terapias a través de colaboraciones con investigadores clínicos, alianzas corporativas y nuevas empresas emergentes.

Escuela Médica de Harvard cuenta con más de 7500 profesores de tiempo completo que trabajan en 11 departamentos académicos ubicados en el campus de Boston School & # 8217s o en uno de los 47 departamentos clínicos de hospitales en 16 hospitales de enseñanza e institutos de investigación afiliados a Harvard. Estos afiliados incluyen Beth Israel Deaconess Medical Center, Brigham and Women & # 8217s Hospital, Cambridge Health Alliance, Children & # 8217s Hospital Boston, Dana-Farber Cancer Institute, Harvard Pilgrim Health Care, Hebrew SeniorLife, Joslin Diabetes Center, Judge Baker Children & # 8217s Center , Massachusetts Eye and Ear Infirmary, Massachusetts General Hospital, McLean Hospital, Mount Auburn Hospital, Schepens Eye Research Institute, Spaulding Rehabilitation Hospital y VA Boston Healthcare System.


Máquinas moleculares y el lugar de la física en el plan de estudios de biología

Crédito: Blogs PLOS

El otro día, sin culpa mía, me encontré mirando los cursos requeridos por nuestro programa de licenciatura en biología molecular. Descubrí un requisito para un curso de física de 5 horas de crédito y una recomendación de que este curso se tome en el último año de los estudiantes, un punto en sus estudios cuando la mayoría ya ha completado los cursos de biología requeridos. El desconcierto me sorprendió, ¿cuál era el punto de requerir un curso de introducción a la física en el contexto de una especialización en biología molecular? ¿Fue este un ejemplo de viaje en el tiempo (a través de agujeros de gusano o alguna otra imaginación esotérica) en el que un curso de física en el futuro impacta la comprensión de los estudiantes de la biología molecular en el pasado? También me llamó la atención la posibilidad de que exigir un curso de este tipo en el último año de los estudiantes afectaría de manera apreciable su tiempo para graduarse.

En una búsqueda de claridad y posible iluminación, reflexioné sobre mis propias experiencias en un programa de licenciatura en biología; como biólogo celular y molecular en ejercicio, estaba algo confundido. No podría señalar el propósito de nuestro requisito de física, excepto quizás el admirable objetivo de apoyar a los estudiantes graduados de física. Pero luego, después de reflexiones febriles sobre las responsabilidades de los profesores en el diseño de los cursos y planes de estudio que prescriben para sus estudiantes y los conceptos más generales de (mejores) prácticas de instrucción y mala práctica, mi mente se calmó, tal vez porque estaba distraído por un artículo. en MinION (→) de Oxford Nanopore "dispositivo portátil en tiempo real para secuenciación de ADN y ARN", un dispositivo que se conecta al puerto USB de la computadora portátil. Distraído del problema potencialmente quijotesco de cómo lograr una reforma educativa efectiva a nivel de pregrado, me encontré impulsado por una curiosidad insaciable (o una inseguridad profundamente arraigada) para asegurarme de que realmente entendía cómo funcionaba esta última generación de secuenciadores de ADN. Esto me llevó a un artículo de Meni Wanunu (2012. Nanopores: Un viaje hacia la secuenciación del ADN). Al leer el artículo, me encontré volviendo a mi creencia original, sí, comprender la física es fundamental para desarrollar una comprensión a nivel molecular de cómo funcionan los sistemas biológicos, PERO simplemente no era la física normalmente impuesta (exigida) a los estudiantes. Ciertamente, esta no era una idea nueva. Bruce Alberts había escrito sobre este tema varias veces, de manera más dramática en su artículo de 1989 "La célula como una colección de máquinas moleculares". Lamentablemente, y a pesar de las muchas críticas sobre la importancia de expandir el interés y la comprensión de los estudiantes en las disciplinas STEM, no se ha producido mucha sustancia en esta área. Si bien (una minoría de) los cursos de física pueden haber adoptado pedagogías de participación activa, en el sentido de Hake, la mayoría insiste en enseñar física macroscópica, en lugar de centrarse en, o incluso considerar, la física de nivel molecular relevante para los sistemas biológicos, explícitamente el física de las máquinas de proteínas en un contexto celular (biológico). ¿Por qué tristemente? Debido a que los cursos de introducción a la física y la química convencionales, que no son biológicamente relevantes, con demasiada frecuencia cumplen el papel de un ritual de novatadas, lo que aleja a muchos estudiantes de las ciencias biológicas, en parte, sospecho, porque a menudo parecen irrelevantes para los intereses de los estudiantes en el campo de las ciencias biológicas. Funcionamiento de los sistemas biológicos.

El secuenciador de Nanopore y el artículo de Wanunu me hicieron pensar nuevamente en las máquinas biológicas, de las cuales hay un gran número, que van desde bombas, hélices y remos hasta varios tipos de transportadores, transportadores moleculares que mueven cromosomas, vesículas de membrana y partes de células con respeto. entre sí, a desenredadores de ADN, desdobladores de proteínas y recicladores moleculares (→). El secuenciador Nanopore funciona porque a medida que una sola hebra de ADN (o ARN) se mueve a través de un poro estrecho, las diferentes bases (A, C, T, G) ocluyen el poro en diferentes extensiones, lo que permite diferentes números de iones, diferentes cantidades de corriente. , para pasar a través del poro. Estas diferencias de corriente pueden detectarse y permiten leer la secuencia de nucleótidos a medida que la hebra de ácido nucleico se mueve a través del poro. Comprender el proceso implica comprender cómo se mueven las moléculas, es decir, la física de las colisiones moleculares y la transferencia de energía, cómo las proteínas y las membranas permiten y restringen el movimiento de los iones, y el impacto de los gradientes químicos y los campos eléctricos a través de una membrana en los movimientos moleculares, todos conceptos físicos de importancia generalizada en los sistemas biológicos. Estas ideas pueden extenderse a cuestiones más generales de cómo se mueven las moléculas dentro de la célula y los efectos del tamaño molecular y las interacciones intermoleculares dentro de una solución concentrada de proteínas, polímeros de proteínas, membranas lipídicas y ácidos nucleicos, como se describe en Oliverira et al., El aumento de la viscosidad del citoplasma dificulta la segregación polar agregada en Escherichia coli. A nivel molecular, los procesos, aunque sesgados por campos eléctricos (potenciales) y gradientes de concentración, son estocásticos (ruidosos). La comprensión de los procesos estocásticos es difícil para los estudiantes, pero es fundamental para desarrollar una apreciación de cómo dichos procesos pueden conducir a diferencias fenotípicas entre células con los mismos genotipos (publicación anterior) y cómo estos procesos ruidosos son manejados por la célula y dentro de un organismo multicelular.

A medida que el camino conduce al camino, me encontré considerando la máquina de lanzar proteínas (← adaptado de Joshi et al., 2017) presente en la bacteria patógena Vibrio cholerae.Esta máquina molecular se usa para inyectar toxinas en los vecinos a los que le sucede la bacteria. chocar (ver Joshi et al., 2017. Reglas de interacción: el sistema de secreción de tipo VI en Vibrio cholerae). El sistema es complejo y actúa como una trampa para ratones accionada por resorte y bastante "inhumana". Este es uno de varios sistemas bacterianos de tipo VI y "tiene homología estructural y funcional con la punta y el tubo de la cola del bacteriófago T4", la máquina molecular que inyecta a las células bacterianas el material genético del virus, su ADN.

La construcción del sistema de inyección a base de lanza de la bacteria está controlada por un sistema social (detección de quórum) (publicación anterior). Una de las formas en que estos organismos determinan si están solos o si viven en un entorno abarrotado de otros organismos. Durante el proceso de ensamblaje, la energía potencial, derivada de diversas reacciones termodinámicamente favorables acopladas químicamente, se almacena tanto en las "lanzas" de tipo VI como en las colas contráctiles (inyección de ácido nucleico) de los virus bacterianos (fagos). Comprender la energía de este proceso, por ejemplo, cómo el acoplamiento de reacciones químicas termodinámicamente favorables, como la hidrólisis de ATP, o reacciones físico-químicas como la difusión de iones en un gradiente electroquímico, se puede utilizar para colocar estas "trampas para ratones", y comprender a dónde va la energía cuando se activan las trampas es fundamental para que los estudiantes comprendan estas y una amplia gama de otras máquinas moleculares.

La energía almacenada en tales máquinas moleculares durante su ensamblaje puede usarse para mover la célula. Como ejemplo, otro sistema bacteriano genera filamentos contráctiles (pili tipo IV); la contracción de dicho filamento puede permitir que "la bacteria se mueva 10 000 veces su propio peso corporal, lo que resulta en un movimiento rápido" (ver Berry & Belicic 2015. Excepcionalmente nanomáquinas generalizadas compuestas de pilinas de tipo IV: las navajas suizas procarióticas). También se ha descubierto que la contracción de dicho filamento se utiliza para importar ADN a la célula, el primer paso en el proceso de transferencia horizontal de genes. En otras situaciones (otras máquinas moleculares) tales filamentos de proteínas acceden a procesos termodinámicamente favorables para rotar, actuando como una hélice, impulsando el movimiento celular.

Durante mi recorrido aleatorio sesgado a través de la literatura, me encontré con otra máquina, pero molecularmente distinta, utilizada para importar ADN a Vibrio (ver Matthey & Blokesch 2016. El proceso de absorción de ADN de Vibrio cholerae naturalmente competente). Esta máquina molecular permite a la bacteria importar ADN del medio ambiente, liberado, quizás, de un vecino asesinado por su lanza. En este sistema (adaptado de Matthey & Bioesch et al., 2017 →), la molécula de ADN de doble hebra se transporta primero a través de la membrana externa de la bacteria ("OM"), luego se separan las dos hebras de ADN y una hebra pasa a través de un canal proteína a través de la membrana interna (plasmática) y hacia el citoplasma, donde puede interactuar con el ADN genómico de la bacteria.

El valor de presentar a los estudiantes la idea de las máquinas moleculares es que se puede utilizar para desmitificar cómo funcionan los sistemas biológicos, cómo estas máquinas llevan a cabo funciones específicas, ya sea moviendo la célula o reconociendo y reparando el ADN dañado. Si la física es importante en el currículo biológico, es importante por esta razón: establece la premisa central de la biología de que los organismos no son impulsados ​​por fuerzas "vitales", sino por prosaicas fisioquímicas. Al mismo tiempo, los mecanismos moleculares detrás de la evolución, como la mutación, la duplicación de genes y la reorganización genómica, proporcionan los medios por los cuales emergen nuevas estructuras de las preexistentes; sin embargo, muchos son los programas de licenciatura en biología molecular que no incluyen una introducción. a los mecanismos evolutivos en su secuencia de curso requerida - ¿imagina eso, requiriendo física pero no evolución?

Un último punto con respecto a exigir a los estudiantes que tomen un curso de física biológicamente relevante al principio de su programa de grado es que puede usarse para reforzar lo que creo que es un punto crítico y, a menudo, mal entendido. Si bien los sistemas biológicos se basan en máquinas moleculares, nosotros (y con nosotros me refiero a todos los organismos) NO somos máquinas, sin importar lo que los físicos puedan postular; consulte Somos todas las máquinas que piensan. Somos algo diferente y distinto. Nuestros comportamientos y nuestros sentimientos, ya sean comprensibles en última instancia o no, surgen de la interacción de sistemas de no equilibrio genéticamente codificados, impulsados ​​estocásticamente, modificados a través de eventos evolutivos, ambientales, sociales y una variedad de eventos impredecibles que ocurren de manera ininterrumpida y básicamente no dirigida. por

3.5 mil millones de años. Si bien estamos limitados, somos más, de una manera extraña y probablemente incomprensible en última instancia.

Meni Wanunu. Nanoporos: un viaje hacia la secuenciación del ADN, Reseñas de física de la vida (2012). DOI: 10.1016 / j.plrev.2012.05.010

Bruce Alberts. La célula como colección de máquinas de proteínas: preparación de la próxima generación de biólogos moleculares, Celda (2004). DOI: 10.1016 / S0092-8674 (00) 80922-8

Richard R. Hake. Participación interactiva versus métodos tradicionales: una encuesta de seis mil estudiantes de datos de pruebas de mecánica para cursos de introducción a la física, Revista estadounidense de física (2005). DOI: 10.1119 / 1.18809

Samuel M. D. Oliveira y col. El aumento de la viscosidad del citoplasma dificulta la segregación polar agregada en Escherichia coli, Microbiología molecular (2015). DOI: 10.1111 / mmi.13257

K. Garvin-Doxas y col. Comprensión de la aleatoriedad y su impacto en el aprendizaje de los estudiantes: lecciones aprendidas de la construcción del Inventario de conceptos de biología (BCI), Educación en biología celular (2008). DOI: 10.1187 / cbe.07-08-0063

Avatar Joshi y col. Reglas de interacción: el sistema de secreción de tipo VI en Vibrio cholerae, Tendencias en microbiología (2016). DOI: 10.1016 / j.tim.2016.12.003

Jamie-Lee Berry y col. Nanomáquinas excepcionalmente extendidas compuestas de pilinas tipo IV: las navajas suizas procarióticas, Evaluaciones de microbiología FEMS (2015). DOI: 10.1093 / femsre / fuu001

P. Seitz y col. Maquinaria de captación de ADN de Vibrio cholerae naturalmente competente, procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias (2013). DOI: 10.1073 / pnas.1315647110


Nanotecnología del ADN: el ADN como material de construcción molecular

En los últimos años, el ADN ha surgido como un material de construcción para el ensamblaje de nanoestructuras más que como un portador de información genética. La nueva disciplina de investigación en nanotecnología del ADN aprovecha las estrictas reglas de emparejamiento de bases que subyacen a la formación de estructuras de doble hélice del ADN, lo que significa que solo las secuencias de nucleótidos complementarias se unen entre sí. Esto permite el diseño de secuencias de nucleótidos que se ensamblarán selectivamente para formar estructuras definidas como tubos o rejillas de ADN o incluso unidades funcionales, las llamadas máquinas moleculares que pueden ejercer movimiento.

Todo esto es posible gracias a las propiedades de emparejamiento de bases del ADN que aseguran que los llamados extremos pegajosos (regiones monocatenarias que sobresalen) tengan secuencias de nucleótidos que forman pares de bases con regiones monocatenarias complementarias. Esto abre numerosas aplicaciones en el campo de la nanotecnología. El uso de extremos adhesivos permite que las rejillas de ADN se unan específicamente a una molécula objetivo específica y se utilicen como sensores. Otra visión es el desarrollo de computadoras biológicas y el uso del ADN como dispositivo de almacenamiento de datos digitales. Esto parecería ser una buena idea, ya que los sistemas de almacenamiento de ADN pueden estar más densamente empaquetados con datos y, por lo tanto, son más compactos que cualquier sistema de almacenamiento en disco duro. Nuestra información genética está tan densamente almacenada en las cuatro bases que cabe en todas las células de nuestro cuerpo. Los investigadores ya han codificado una selección de libros en segmentos de ADN producidos artificialmente y, por lo tanto, han proporcionado evidencia de que es posible almacenar grandes volúmenes de datos en el ADN. Sin embargo, el método sigue siendo demasiado caro para una amplia aplicación.


¿Surgió la vida en la 'sopa primordial' a través del ADN o el ARN? Tal vez ambos

Los científicos han debatido durante mucho tiempo qué portador de información genética, ADN o ARN, inició la vida en la Tierra, pero un nuevo estudio sugiere que la vida podría haber comenzado con un poco de ambos. La investigación, dirigida por científicos del Laboratorio de Biología Molecular (LMB) del Consejo de Investigación Médica (MRC), en Cambridge, muestra por primera vez cómo algunos de los componentes básicos del ADN y el ARN podrían haberse formado y coexistido espontáneamente en la 'sopa primordial' en la Tierra.

El trabajo desafía una de las principales hipótesis para el advenimiento de la vida: la teoría del "mundo del ARN", que surgió en los años 60 y ha ganado una amplia aceptación.

Hoy en día, todos los organismos vivos conocidos utilizan las mismas moléculas genéticas, llamadas ácidos nucleicos, para almacenar información. Hay dos tipos de ácidos nucleicos: ADN y ARN. El ADN codifica instrucciones en genes. Los genes se convierten en mensajes utilizando ARN, que lleva instrucciones para producir proteínas. Las proteínas pueden formar estructuras y actuar como máquinas moleculares.

En la teoría del 'mundo del ARN', la vida comenzó con moléculas de ARN, que pueden almacenar instrucciones y actuar como una máquina modesta, lo que potencialmente les permite autorreplicarse. Propone que a través de la evolución, la vida en el mundo del ARN dio paso a la era del ADN y las proteínas, porque el ADN es más estable y duradero que el ARN.

En el estudio actual, publicado en Naturaleza, los investigadores simularon las condiciones en una Tierra rocosa primordial con estanques poco profundos en el laboratorio. Disolvieron sustancias químicas que forman ARN en agua, luego las secaron y calentaron, luego simularon los primeros rayos del sol al exponerlos a la radiación ultravioleta.

En esta recreación de la geoquímica primitiva de la Tierra, los intermedios en la síntesis de dos de los componentes básicos del ARN también se convirtieron simultáneamente en dos de los componentes básicos del ADN.

Es la primera demostración de que cantidades razonables de un alfabeto genético compuesto por cuatro componentes básicos, dos para el ARN y dos para el ADN, potencialmente suficientes para haber codificado la vida temprana, que era mucho menos compleja que la vida actual, pueden haber estado disponibles en el Tierra primordial.

El profesor John Sutherland del Laboratorio de Biología Molecular del MRC, quien dirigió el trabajo, dice: "La hipótesis del mundo del ARN sugiere que la vida comenzó con ARN, antes de que ocurriera una adquisición genética que involucrara maquinaria biosintética primitiva y selección natural para dar como resultado ADN".

"Nuestro trabajo sugiere que en condiciones consistentes con estanques y riachuelos primordiales poco profundos había un sistema genético mixto con bloques de construcción de ARN y ADN que coexistían en los albores de la vida. Esto cumple lo que mucha gente piensa que es una condición previa clave para la emergencia espontánea de Vida en la Tierra."

Los experimentos del equipo para simular la geoquímica temprana de la Tierra mostraron que cuatro de los componentes básicos del ADN y el ARN pueden surgir de los mismos reactivos y condiciones. Produjeron citidina y uridina, dos de los componentes básicos del ARN, y desoxiadenosina, que es uno de los del ADN. La desoxiadenosina se convirtió en parte en desoxiinosina, que puede desempeñar el papel de otro componente básico del ADN.

They believe that these four building blocks may have coexisted before life evolved and were the beginnings of a primitive genetic alphabet.

Professor Sutherland adds: "The nucleic acids, RNA and DNA, are clearly related and this work suggests that they both derive from a hybrid ancestor, rather than one preceding the other."

"Since genetic information always flows from nucleic acids to proteins, and never in reverse—a principle called the 'central dogma' of molecular biology by Francis Crick—we now need to uncover how the information which can be stored and purveyed by these nucleic acids could have been first used to make to proteins."

Understanding the chemical origins of life is a fundamental aspect of natural science, and can inform the design of future synthetic biology.

Dr. Megan Dowie, head of molecular and cellular medicine at the MRC commented: "This study shows that blue skies research can reveal fascinating insights into how the very beginnings of life may have emerged, and demonstrates the importance of supporting fundamental research. These underpinning discoveries in the life sciences could enable exciting future strategies for artificial biology."


Selected list of molecular machines:

I. Molecular Machines that Scientists Have Argued Show Irreducible Complexity

1. Bacterial Flagellum: The flagellum is a rotary motor in bacteria that drives a propeller to spin, much like an outboard motor, powered by ion flow to drive rotary motion. Capable of spinning up to 100,000 rpm, 13 one paper in Tendencias en microbiología called the flagellum “an exquisitely engineered chemi-osmotic nanomachine nature’s most powerful rotary motor, harnessing a transmembrane ion-motive force to drive a filamentous propeller.” 14 Due to its motor-like structure and internal parts, one molecular biologist wrote in the journal Celda, “[m]ore so than other motors, the flagellum resembles a machine designed by a human.” 15 Genetic knockout experiments have shown that the E. coli flagellum is irreducibly complex with respect to its approximately 35 genes. 16 Despite the fact that this is one of the best studied molecular machines, a 2006 review article in Nature Reviews Microbiología admitted that “the flagellar research community has scarcely begun to consider how these systems have evolved.” 17

2. Eukaryotic Cilium: The cilium is a hair-like, or whip-like structure that is built upon a system of microtubules, typically with nine outer microtubule pairs and two inner microtubules. The microtubules are connected with nexin arms and a paddling-like motion is instigated with dynein motors. 18 These machines perform many functions in Eukaryotes, such as allowing sperm to swim or removing foreign particles from the throat. Michael Behe observes that the “paddling” function of the cilium will fail if it is missing any microtubules, connecting arms, or lacks sufficient dynein motors, making it irreducibly complex. 19

3. Aminoacyl-tRNA Synthetases (aaRS): aaRS enzymes are responsible for charging tRNAs with the proper amino acid so they can accurately participate in the process of translation. In this function, aaRSs are an “aminoacylation machine.” 20 Most cells require twenty different aaRS enzymes, one for each amino acid, without which the transcription/translation machinery could not function properly. 21 As one article in Internacional de Biología Celular stated: “The nucleotide sequence is also meaningless without a conceptual translative scheme and physical ‘hardware’ capabilities. Ribosomes, tRNAs, aminoacyl tRNA synthetases, and amino acids are all hardware components of the Shannon message ‘receiver’. But the instructions for this machinery is itself coded in DNA and executed by protein ‘workers’ produced by that machinery. Without the machinery and protein workers, the message cannot be received and understood. And without genetic instruction, the machinery cannot be assembled.” 22 Arguably, these components form an irreducibly complex system. 23

4. Blood clotting cascade: The blood coagulation system “is a typical example of a molecular machine, where the assembly of substrates, enzymes, protein cofactors and calcium ions on a phospholipid surface markedly accelerates the rate of coagulation.” 24 According to a paper in BioEnsayos, “the molecules interact with cell surface (molecules) and other proteins to assemble reaction complexes that can act as a molecular machine.” 25 Michael Behe argues, based upon experimental data, that the blood clotting cascade has an irreducible core with respect to its components after its initiation pathways converge. 26

5. Ribosome: The ribosome is an “RNA machine” 27 that “involves more than 300 proteins and RNAs” 28 to form a complex where messenger RNA is translated into protein, thereby playing a crucial role in protein synthesis in the cell. Craig Venter, a leader in genomics and the Human Genome Project, has called the ribosome “an incredibly beautiful complex entity” which requires a “minimum for the ribosome about 53 proteins and 3 polynucleotides,” leading some evolutionist biologists to fear that it may be irreducibly complex. 29

6. Antibodies and the Adaptive Immune System: Antibodies are “the ‘fingers’ of the blind immune system—they allow it to distinguish a foreign invader from the body itself.” 30 But the processes that generate antibodies require a suite of molecular machines. 31 Lymphocyte cells in the blood produce antibodies by mixing and matching portions of special genes to produce over 100,000,000 varieties of antibodies. 32 This “adaptive immune system” allows the body to tag and destroy most invaders. Michael Behe argues that this system is irreducibly complex because many components must be present for it to function: “A large repertoire of antibodies won’t do much good if there is no system to kill invaders. A system to kill invaders won’t do much good if there’s no way to identify them. At each step we are stopped not only by local system problems, but also by requirements of the integrated system.” 33

II. Additional Molecular Machines

7. Spliceosome: The spliceosome removes introns from RNA transcripts prior to translation. According to a paper in Celda, “In order to provide both accuracy to the recognition of reactive splice sites in the pre-mRNA and flexibility to the choice of splice sites during alternative splicing, the spliceosome exhibits exceptional compositional and structural dynamics that are exploited during substrate-dependent complex assembly, catalytic activation, and active site remodeling.” 34 A 2009 paper in PNAS observed that “[t]he spliceosome is a massive assembly of 5 RNAs and many proteins” 35 —another paper suggests “300 distinct proteins and five RNAs, making it among the most complex macromolecular machines known.” 36

8. F0F1 ATP Synthase: According to cell biologist and molecular machine modeler David Goodsell, “ATP synthase is one of the wonders of the molecular world.” 37 This protein-based molecular machine is actually composed of two distinct rotary motors which are joined by a stator: As the F0 motor is powered by protons, it turns the F1 motor. This kinetic energy is used like a generator to synthesize adenosine triphosphate (ATP), the primary energy carrying molecule of cells. 38

9. Bacteriorhdopsin: Bacteriorhodopsin “is a compact molecular machine” that uses that sunlight energy to pump protons across a membrane. 39 Embedded in the cell membrane, it consists of seven helical structures that span the membrane. It also contains retinal, a molecule which changes shape after absorbing light. Photons captured by retinal are forced through the seven helices to the outside of the membrane. 40 When protons flow back through the membrane, ATP is formed.

10. Myosin: Myosin is a molecular motor that moves along a “track”—in this case actin filaments—to form the basis of muscle movement or to transport cargoes within the cell. 41 Muscles use molecular machines like myosin to “convert chemical energy into mechanical energy during muscle contraction.” 42 In fact, muscle movement requires the “combined action of trillions of myosin motors.” 43

11. Kinesin Motor: Much like myosin, kinesin is a protein machine that binds to and carries cargoes by “crawl[ing] hand-over-hand along a microtubule” in the cell. 44 Kinesins are powerful enough to drag large cellular organelles through the cell as well as vesicles or aid in assembly of bipolar spindles, or depolymerization of microtubules. 45

12. Tim/Tom Systems: Tim or Tom systems are selective protein pump machines that import proteins across the inner (Tim) and outer (Tom) membranes of mitochondria into the interior matrix of the mitochondria. 46

13. Calcium Pump: The calcium pump is an “amazing machine with several moving parts“ that transfers calcium ions across the cell membrane. It is a machine that uses a 4-step cycle during the pump process. 47

14. Cytochrome C Oxidase: Cytochrome C Oxidase qualifies as a molecular machine “since part of the redox free energy is transduced into a proton electrochemical gradient.” 48 The enzyme’s function is to carefully control the final steps of food oxidation by combining electrons with oxygen and hydrogen to form water, thereby releasing energy. It uses copper and iron atoms to aid in this process. 49

15. Proteosome: The proteosome is a large molecular machine whose parts must be must be carefully assembled in a particular order. For example, the 26S proteosome has 33 distinct subunits which enable it to perform its function to degrade and destroy proteins that have been misfolded in the cell or otherwise tagged for destruction. 50 One paper suggested that a particular eukaryotic proteasome “is the core complex of an energy-dependent protein degradation machinery that equals the protein synthesis machinery in its complexity.” 51

16. Cohesin: Cohesin is molecular machine “multisubunit protein complex” 52 and “a macromolecular complex that links sister chromatids together at the metaphase plate during mitosis.” 53

17. Condensin: Condensin is a molecular machine that helps to condense and package chromosomes for cell replication. It is a five subunit complex, and is “the key molecular machine of chromosome condensation.” 54

18. ClpX: ClpX is a molecular machine that uses ATP to both unfold proteins and then transport unfolded proteins into another complex in the cell. It moves these proteins into the ClpP complex. 55

19. Immunological Synapse: The immunological synapse is a molecular machine that serves as an interface to activate of T cells. Once an immunological synapse is completely formed, T Cells are activated and proliferate, sparking key part of the immune response. 56

20. Glideosome: The glideosome is a “macromolecular complex” and an “elaborate machine” 57 whose function is to allow protozoa to rely on gliding motility over various substrates.

21. Kex2: Kex2 is a molecular machine that facilitates cell fusion during the mating of yeast it likely works by degrading cell walls. 58

22. Hsp70: Hsp70 is one of many molecular machines that serve as chaperones that not only assist other proteins in reaching a proper functional conformation (i.e. proper folding) but also helping them to be transported to the proper location in the cell. 59

23. Hsp60: Hsp60 is another chaperone machine – it is tailored to provide “an enclosed environment for folding proteins which totally protects them as they fold.” 60 It is composed of multiple proteins which form a barrel shaped structure with a cap. 61 Once an unfolded protein is inside, it can fold properly.

24. Protein Kinase C: Protein Kinase C is a molecular machine that is activated by certain calcium and diacylglycerol signals in the cell. It thus acts as an interpreter of electrical signals, as one paper in Celda wrote: “This decoding mechanism may explain how cPKC isoforms can selectively control different cellular processes by relying on selective patterns of calcium and diacylglycerol signals.” 62

25. SecYEG PreProtein Translocation Channel: The SecYE complex is vital to the operation of “translocation machinery” which works to move molecules across membranes in the cell. 63

26. Hemoglobin: Molecular machine modeller David Goodsell observes that “Hemoglobin is a remarkable molecular machine that uses motion and small structural changes to regulate its action.” 64 Hemoglobin uses iron within its protein structure to carry oxygen from the lungs to the rest of the body through the blood.

27. T4 DNA Packaging Motor: The T4 DNA is one of various packaging motors that are “powerful molecular motors” which emplace viral genomes into capsules called procapsids. 65 Once viral genome packaging is complete, “the DNA packaging motor is released and the separately assembled tail is attached to produce the mature infectious viral particle.” 66

28. Smc5/Smc6: Smc5/Smc6 is a complex machine that is involved with the structural maintenance of chromosomes with regards to cohesions and condensins, 67 and works to remove cohesin from damaged chromosomes prior to chromosomal separation, 68 and may also work to repair and untangle DNA. 69

29. Cytplasmic Dynein: Cytplasmic dynein is a machine involved with cargo transport and movement cell that functions like a motor with a “power stroke.” 70 In particular, it transports nuclei in fungi and neurons in mammalian brains. 71

30. Mitotic Spindle Machine: The mitotic spindle is a highly dynamic self-assembling complex molecular machine composed of tubulin, motors, and other molecules which assembles around the chromosomes and segregates them into daughter cells during mitosis. 72

31. DNA Polymerase: The DNA polymerase is a multiprotein machine that creates a complementary strand of DNA from a template strand. 73 The DNA polymerase is not only the “central component of the DNA replication machinery,” 74 but it “plays the central role in the processes of life,” 75 since it is responsible for the copying of DNA from generation to generation. During the polymerization process, it remains tethered to the DNA using a protein-based sliding clamp. 76 It is extremely accurate, making less than one mistake per billion bases, aided by its ability to proofread and fix mistakes. 77

32. RNA Polymerase: Like its DNA polymerase counterpart, the function of the RNA polymerase is to create a messenger RNA strand from a DNA template strand. Called “a huge factory with many moving parts,” 78 it is a “directional machine and, indeed, as a molecular motor” where it functions “as a dynamic, fluctuating, molecular motor capable of producing force and torque.” 79

33. Kinetochore: The kinetochore is a “proteinaceous structure that assembles on centromeric chromatin and connects the centromere to spindle microtubules.” 80 Called a “macromolecular protein machine,” 81 it is composed of over 80 protein components 82 it aids in separating chromosomes during cell division.

34. MRX Complex: The MRX complex forms telomere length counting machinery that measures the integrity of telomeres, the structures that protect the ends of eukaryotic chromosomes. Properly measuring telomere length is vital to ensure proper cell lifetime and genome stability. 83 Yeast use the MRX complex via a “’protein-counting’ mechanism whereby higher numbers of proteins bound by a longer telomere repeat tract ultimately inhibit telomerase activity at that particular telomere.” 84

35. Apoptosome / Caspase: While many molecular machines keep a cell alive, there are even machines that are programmed to cause cell death, or apoptosis. Cell death must be carefully timed so that cells die when they need to be replaced. According to David Goodsell, “Caspases are the executioners of apoptosis,” and they work by destroying specific proteins in the right order so as to “disassemble the cell in an orderly manner.” 85 Caspases can be part of a “death machine” called the apoptosome, 86 a molecular machine which receives signals indicating cellular stress and then initiates cell death, including activity of caspases.

36. Type III Secretory System: This machine, often called the T3SS, is a toxin injection machine used by predatory bacteria to deliver deadly toxins into other cells. 87 It is composed of subunits that are machines, such as the injectisome nanomachine. 88

37. Type II Secretion Apparatus: The T2SS is a complex nanomachine that translocates proteins across the outer membrane of a bacterium. 89

38. Helicase/Topoisomerase Machine: The helicase and topoisomerase machines work together to properly unwrap or unzip DNA prior to transcription of DNA into mRNA or DNA replication. 90 Topoisomerase performs this function by cutting one DNA strand and then holding on to the other while the cut strand unwinds. 91

39. RNA degradasome: The RNA degradasome “multiprotein complex involved in the degradation of mRNA” 92 or trimming RNAs into their active forms 93 in E. coli bacterias. Its large size “would readily qualify [it] as a supramolecular machine dedicated to RNA processing and turnover.” 94

40. Photosynthetic system: The processes that plants use to convert light into chemical energy a type of molecular machines. 95 For example, photosystem 1 contains over three dozen proteins and many chlorophyll and other molecules which convert light energy into useful energy in the cell. “Antenna” molecules help increase the amount of light aborbed. 96 Many complex molecules are necessary for this pathway to function properly.


What is a Genetic Code

The genetic code is the set of rules by which the genetic information is encoded within the genome. The genes of the genome are made up of a series of nucleotides that can be grouped into codons. The genetic code links the set of codons within a particular gene into either the amino acid set of the polypeptide chain of a protein or the RNA codon sequence of functional RNA molecules such as tRNA and rRNA. The genetic code consists of sixty-four codons that represent unique amino acids that are involved in protein synthesis. El código genético que representa los 20 aminoácidos se muestra en Figura 1.

Figura 1: Código genético

Degeneracy is one of the significant features of the genetic code. Esto significa que un solo aminoácido puede estar representado por más de un codón. The genetic code does not overlap a single nucleotide cannot be a part of two adjacent codons, and the genetic code is nearly universal.


A Stunning New Illustration of Intelligent Design in the Cell: Video Reveals Fantastically Sophisticated Molecular Machines

Known for its advocacy of intelligent design, Discovery Institute has released a dramatic new three-minute video revealing what could be the most visually stunning molecular machines in cells, called kinesins. The animation provides a new presentation of evidence for intelligent design at the cellular level.

"It’s one thing to tell someone, ‘Hey, kinesins are key transport proteins within the cell.’ It’s another matter entirely to show them, which is what this video does so beautifully," says philosopher of biology Paul Nelson. "For some very deep reason, our perception of function is powerfully enhanced by being able to visualize the design that exists in nature. One picture is worth a thousand syllogisms. No one who sees a kinesin in action can forget what they’ve seen."

The original animation by Light Productions brings to life these masterpieces of microengineering. Kinesins are motorized transport machines that move cellular materials to their correct locations so that they can perform their functions. Kinesins have two feet, or "globular heads," that literally walk, one foot over another. Known as the "workhorses of the cell," kinesins can carry cargo many times their own size.

The video, titled "The Workhorse of the Cell: Kinesin," is the third in Discovery Institute’s series on molecular machines as evidence for design in nature. The first in the series, "Journey Inside the Cell," has over half a million views on YouTube. It shows how the digital information encoded in DNA directs protein synthesis in the cell. The second, an animation of ATP synthase molecular machinery, has accrued over 70,000 views since its release last year.

"I open my cell biology course with a video on the cell, and the kinesin molecule is always the star of the show," said Ralph Seelke, professor of microbial genetics at the University of Wisconsin, Superior. "Discovery Institute’s video shows it in its full glory and the inference of design is very strong."

"Congratulations to Discovery Institute," said Tobias A. Mattei, a neurosurgeon at InvisionHealth. "As an epitome of the remarkable set of high-efficiency intracellular machinery, kinesin constitutes another example of the delicate and fine-tuned balance required for sustaining even the simplest living forms."


Referencias

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Ver el vídeo: Sabías que tenemos Máquinas Moleculares dentro del cuerpo? (Noviembre 2022).