Una “proteína del motor” logra increíblemente RPM MÁS ALTA que la mayoría de los motores de automóviles. Otros dos forman un pistón molecular que impulsa el movimiento. Honestamente, me hace preguntarme cómo estos filamentos delicados de aminoácidos pueden tomar la tensión.
Duplicar ADN en miles de RPM
Piénselo … el ADN de su cuerpo es tan largo que, si se desenrolla, se extenderá hacia la luna muchas veces, ¡ así que el proceso de duplicación tiene que ser ultrarápido! Helicases desempaque los genes de un organismo desenrollando las dos cadenas de ADN entre 5 y 10,000 RPM. (En comparación, a velocidades promedio, la mayoría de los motores de los automóviles funcionan entre 2 y 3.000 RPM, así que esto es realmente rápido). El ADN se enrolla alrededor de sí mismo en un patrón helicoidal espiral (ver imagen).
Figura 1: el ADN consiste en dos cadenas que se enrollan alrededor de otra de forma helicoidal. Las dos cadenas se componen de una larga sucesión de “bases” de ADN, que contienen el código de ADN y se mantienen unidas por enlaces débiles entre las moléculas de base.
Helicases son proteínas motoras que se mueven a lo largo de la molécula de ADN rompiendo los enlaces que unen las dos cadenas de ADN usando energía derivada de ATP. Una vez que se separan, varias enzimas duplican cada cadena de ADN usando energía del ATP, la moneda de energía de la célula y las bases químicas que componen el ADN: adenina, timina, guanina y citosina (la taquigrafía es A, T, G y C).
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Una vez que se desenrolla el ADN, se puede duplicar, como se muestra en el siguiente video.
Video 1: video fresco del ADN desenrollado y duplicado. Video de Vimeo.
La replicación del ADN, la transcripción, la traducción, la recombinación, la reparación del ADN y la biogénesis de los ribosomas requieren la separación de cadenas de ácido nucleico por helicasas. El genoma humano codifica 95 tipos de helicasa: 64 para desenrollar moléculas de ARN y 31 para desenrollar el ADN.
Enfermedades asociadas a la Helicasa: una mutación en un gen de la helicasa puede provocar retraso alfa-talasemia-retraso mental (síndrome de ATR-X). Una mutación (en XPD helicasa) también se ha visto implicada en la xerodermia pigmentosa (XP), un trastorno caracterizado por la sensibilidad a la luz UV y que provoca un aumento de 1000 veces en el desarrollo de cáncer de piel.
Un par de proteínas que potencian todo el movimiento muscular
El plan molecular subyacente que les da a los músculos su capacidad para contraerse implica dos tipos principales de filamentos proteicos, miosina y actina. La contracción muscular se logra mediante el deslizamiento de estos dos filamentos uno contra el otro, impulsado por el poder del ATP en respuesta a los impulsos nerviosos. Una tercera proteína bloquea la interacción íntima entre la mysosina y la actina hasta que se recibe un impulso nervioso. Ver video 2.
Una proteína que transporta oxígeno a cada célula
Otra proteína muy común es la hemoglobina (Hb), que es común a todos los mamíferos y le da a los glóbulos rojos su color. Cada Hb se une al oxígeno en cuatro sitios activos. Estos sitios
se unen al oxígeno en los pulmones, permitiendo que Hb transporte oxígeno a las células.
La Hb está diseñada para que se una más fuertemente al oxígeno cuando hay mucho oxígeno alrededor, como en los pulmones. Donde hay menos oxígeno, como cuando los glóbulos rojos han viajado a partes distantes del cuerpo, deja ir el oxígeno para que pueda viajar a las células que lo necesitan, lo que permite que las células continúen el metabolismo, convirtiendo la glucosa a un nivel más alto. forma utilizable de energía química, ATP. Este cambio en la unión, o afinidad, de Hb funciona así:
Para obtener más información sobre las cosas físicas que las moléculas hacen cuando las drogas afectan a las células, consulte la respuesta de Mark Cross a ¿Cuáles son algunos ejemplos de medicamentos que se dirigen a las proteínas de membrana?
Referencia para más información sobre el movimiento contráctil de mysosina / actina: Miosinas se mueven a lo largo de los filamentos de actina
