http://www.hhmi.org/biointeractive/dna-replication-basic-detail
Observaciones ... Para copiar el ADN, los componentes moleculares (bases) tienen que encontrar su camino a la ADN polimerasa. ¿Cómo sucede eso? La animación se ralentiza para que los seres humanos puedan ver lo que está sucediendo. La replicación del ADN ocurre a una velocidad de 50 nucleótidos por segundo en humanos. ¿Cómo sabe la Helicasa y las otras máquinas cómo llegar a la ubicación correcta y cuándo llegar?
Observe que la cadena "principal" se copia hacia adelante, pero la cadena rezagada se copia en sentido inverso. Para entender lo que quiero decir con eso, mira los videos de los siguientes enlaces, que pueden explicar en imágenes mucho mejor de lo que puedo explicar en palabras.
Hay una complicación importante que no se muestra. Para copiar ADN, los componentes que están emparejados con la hebra separada tienen que estar localizados en el momento y lugar adecuados y presumiblemente tienen que estar orientados correctamente para encajar en el canal de la ADN Polimerasa. Y puesto que cada una de las cuatro bases puede encajar en el canal tiene que haber alguna disposición por la que el apareamiento incorrecto se identifica y extruye. Pero surge una complicación, ¿cómo entonces la helicasa se da cuenta de esto y la compensa deteniendo el desenrollamiento? Parece que la Helicasa tendría que parar y comenzar de forma constante e inmediata para dar cuenta de los casos en que un par de bases incorrecto interfirió con la replicación del ADN. Esto sería un fenómeno repetido por supuesto.
Otra consideración relacionada que no se muestra en la animación, y sospecho que no se sabe, es lo que sucede cuando el conjunto de máquinas tiene que esperar la base de la molécula correcta en uno de los hilos copiados cuando la otra hebra ha adquirido su base correcta ? Aquí hay una doble dependencia. Si la ADN polimerasa que copia la hebra principal recibe la base apropiada, pero la hebra retrasada tiene que esperar la base correcta, ¿qué sucede? Si se dejara al azar la oportunidad y la difusión, un lado o el otro estaría siempre esperando en el otro parecería.
10.5.2 Transcripción de ARN
Echemos un vistazo más de cerca a la transcripción. Transcripción de nuevo es la forma en que las células de copiar el ADN con el fin de crear una plantilla de ARN que se utiliza para la síntesis de proteínas durante la traducción. Ver los videos en:
Http://www.hhmi.org/biointeractive/dna-transcription-basic-detail
Http://www.hhmi.org/biointeractive/dna-transcription-advanced-detail
El complejo de la pre-iniciación de la transcripción según Wikipedia "es un complejo grande de las proteínas que es necesario para la transcripción de genes que codifican de la proteína en eucariotas (archaea)." Incluye la ARN polimerasa y seis proteínas del factor de la transcripción. La ARN polimerasa es un complejo grande de 12 subunidades de proteínas. Colectivamente, el complejo de iniciación de la transcripción es una extraordinaria máquina molecular compleja.
Las preguntas tan interesantes aquí son cómo todos los componentes del complejo de la iniciación de la transcripción se localizan casi simultáneamente en la localización correcta en el ADN y en segundo lugar una pregunta similar para las proteínas del activador que también deben localizarse en un segmento próximo del ADN. Luego tienen que provocar una flexión del cromosoma con el fin de localizar con precisión su región activadora a la región potenciadora del complejo de iniciación de la transcripción.
La recolección de proteínas activadoras también se requiere que tiene que ser montado en el ADN en alguna parte, de alguna manera es a la iniciación de la transcripción. Esto plantea la cuestión de cómo la secuencia activadora "sabe" cómo encontrar la región intensificadora precisa del complejo de iniciación de la transcripción.
10.5.3 Empalme de ARN
El empalme del ARN es quizás el proceso más complejo y misterioso en organismos vivos. La bioquímica convencional considerada la relación entre los genes y las proteínas es tan muy simple reflejada por el truismo - "El ADN hace que el ARN haga proteínas" - de la época ya pasada donde gobernó el Dogma Central.
Se sabe ahora, y esto es un descubrimiento reciente, que un "gen" es un término bastante amorfo. Un gen estrictamente hablando hoy en día podría ser una secuencia de pares de bases de ADN. Pero un "gen" no hace simplemente una proteína. Entre la transcripción del ADN y la traducción del ARN (para producir proteínas) hay dos actividades extraordinariamente complejas que se producen: 1) edición de ARN y 2) empalme de ARN.
La edición de ARN implica que el cambio de un transcripto de mRNA para hacer una nueva o diferente secuencia que luego se traduce en una proteína. El proceso está mediado por un conjunto de máquinas moleculares. El empalme de ARN es más complejo.
El empalme del ARN es quizás la función distintiva más compleja en la célula rivalizada solamente por el copiado de la propia molécula del ADN. En el empalme de ARN el transcripto de ARNm es cortado y reensamblado en múltiples nuevos mRNAs que luego se traducen en proteínas. En casos extremos hay un solo gen en un WHAT que se empalma en 18.000 transcripciones de mRNA distintas para crear 18.000 productos de proteínas separadas. Así que el asombro que todos tuvimos cuando descubrimos que los seres humanos tenemos el mismo número de "genes" como una mosca de la fruta se redujo cuando se supo que un solo tramo de ADN puede producir muchas, muchas proteínas.
Pero surge la pregunta de dónde viene la inteligencia que puede dirigir el proceso de empalme de una manera tan compleja. Nadie sabe realmente. Una cosa que se está haciendo cada vez más evidente es que los estiramientos de ADN que no codifican para las proteínas pero todavía se transcriben en RNAs, parecen desempeñar un papel en la mediación de la edición de ARN y el proceso de empalme.
Echemos un vistazo al empalme de ARN un poco más de cerca.
y aquí:
y aquí:
y aquí:
Creo que estos videos de animación hablan por sí mismos. Cómo estos spliceosomas maravillosamente complejos saben cómo auto-ensamblar, cómo saben dónde montarse uno mismo, cómo saben qué y dónde empalmar y cómo saben cuándo desmontar son misterios completos. "Autoensamblaje" es una palabra mágica que describe un proceso presumiblemente estrictamente material, pero que aparentemente involucra la teleología. Si uno insistiera en que el proceso de empalme de RNA es estrictamente el resultado de causas materiales locales, estaría tentado a preguntarles cuántos certificados de propiedad tenían al Puente de Brooklyn. El empalme del ARN es apenas uno de los muchos misterios profundos de la célula viva.
10.5.4 Traducción de mRNA (síntesis de proteínas)
Echemos un vistazo a la traducción del mRNA.
http://www.hhmi.org/biointeractive/translation-basic-detail
Aunque estos videos primarios se relacionan con cómo los componentes moleculares de las proteínas consiguen el ribosome, un problema relacionado es cómo las proteínas resultantes se colocan correctamente en la célula. Una solución que se ofrece es un sistema similar al código postal. John Travis comenta en Science Magazine:
Echemos un vistazo a la traducción del mRNA.
http://www.hhmi.org/biointeractive/translation-basic-detail
Aunque estos videos primarios se relacionan con cómo los componentes moleculares de las proteínas consiguen el ribosome, un problema relacionado es cómo las proteínas resultantes se colocan correctamente en la célula. Una solución que se ofrece es un sistema similar al código postal. John Travis comenta en Science Magazine:
"Los investigadores han observado el posicionamiento preciso de más de 3000 tipos diferentes de mRNA durante el desarrollo temprano de la mosca de la fruta. Más del 70% exhibió una localización clara. Ese es un "número asombrosamente grande ... Es casi como si cada mRNA que sale del núcleo sabe a dónde va", comentó un investigador.
Más investigación ha demostrado que mRNAs parecen haber construido en los códigos de ubicación que algunos están llamando códigos postales para ayudar a RNA localizar a sí mismo en la célula. Pero un sistema de código postal no es suficiente para la localización más que un código postal se podría decir que causa un trozo de correo para llegar a su buzón.
Considere la proteína de Kinesin usada para transportar la carga grande en la célula. El hecho de que estas máquinas moleculares maravillosas usen un sistema de caminos en la celda todavía no explica cómo saben qué caminos tomar para entregar su carga a la localización apropiada. Vea el video de los Kinesins en el trabajo en el siguiente enlace.
Exención de responsabilidad: Estos son sólo algunos de los problemas que he podido poner en el papel dado lo que sólo ha sido una mirada superficial en sólo algunos de estos procesos-replicación, transcripción, traducción y empalme. No he tenido tiempo de investigar y evaluar por completo qué otros problemas profundos relacionados con la localización molecular en la célula pueden existir en estas y en muchas otras funciones esenciales de los organismos vivos. Estoy seguro de que los comentarios que he ofrecido en las subsecciones inmediatamente anteriores representan sólo la punta del iceberg de los problemas profundos que esperan cualquier explicación que se limite a causas materiales relacionadas con la ubicación molecular en la célula. Estoy seguro de que es el caso de que para una persona con el tiempo y la perspicacia para escudriñar estos proceso asombroso en la célula viva, otros problemas profundos serán adelante próximos. El "diablo está en los detalles" mis amigos de la ingeniería son aficionados a la precaución de mí.
http://www.urantia.org/study/seminar-presentations/is-there-design-in-nature#Vitalism
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