Profundo descubrimiento del origen de la vida en la Tierra. La evolución de las proteínas de unión a metales.

Los investigadores han estado estudiando la evolución de las proteínas de unión a metales durante miles de millones de años.

Al abordar una de las preguntas sin respuesta más profundas de la biología, el equipo de Rutgers ha descubierto estructuras de proteínas que pueden ser responsables del origen de la vida en la sopa primitiva de la Tierra antigua.

El estudio aparece en la revista Avances en la ciencia.

Los investigadores han descubierto cómo la vida primitiva en nuestro planeta evolucionó a partir de materia simple e inanimada. Preguntaron qué propiedades definen la vida tal como la conocemos y concluyeron que cualquier ser vivo necesita recolectar y usar energía de fuentes como Ar o fuentes hidrotermales.

En términos moleculares, esto significaría que la capacidad de mezclar electrones es una prioridad para la vida. Dado que los mejores elementos de transferencia de electrones son los metales (creemos que son los cables eléctricos estándar), las proteínas llevan a cabo la mayor parte de la actividad biológica, por lo que los investigadores decidieron estudiar una combinación de los dos, es decir, las proteínas que se unen a los metales.

Al abordar una de las preguntas sin respuesta más profundas de la biología, el equipo de Rutgers ha descubierto estructuras de proteínas que pueden ser responsables del origen de la vida en la sopa primitiva de la Tierra antigua. Préstamo a Rutgers

Compararon todas las estructuras de proteínas existentes que se unen a los metales para confirmar un rasgo común, basándose en la suposición de que esos rasgos comunes se encontraron en proteínas ancestrales, se «diversificaron» y se transmitieron para formar la gama de proteínas que vemos hoy.

La evolución de las estructuras de las proteínas ha llevado a la comprensión de cómo se formaron nuevos pliegues a partir de los preexistentes, por lo que los investigadores desarrollaron un método computacional que descubrió que la gran mayoría de las proteínas que se unen a los metales existentes son algo similares al tipo de metal al que se unen. a. : derivado o la funcionalidad atribuida a la proteína como un todo.

«Descubrimos que los núcleos que unen las proteínas existentes al metal son realmente similares, o que sus proteínas pueden no ser similares», dijo la autora principal Jana Bromberg, profesora de bioquímica y microbiología en la Universidad de Rutgers en New Brunswick. «Hemos visto que estos núcleos de conexión de metal a menudo consisten en infraestructuras repetitivas similares a los bloques de LEGO. Curiosamente, estos bloques también se encontraron en otras regiones de proteínas, no solo en los núcleos de unión a metales, sino en muchas otras proteínas que no se consideraron en nuestro estudio. «Nuestra observación muestra que los reordenamientos de estos diminutos bloques de construcción pueden tener uno o más ancestros comunes; dieron origen a toda una gama de proteínas; sus funciones ahora están disponibles, es decir, para la vida tal como la conocemos».

«Tenemos muy poca información sobre cómo surgió la vida en este planeta; nuestro trabajo contribuye a una explicación previamente inaccesible», dijo Bromberg, cuya investigación se centra en el desciframiento. ADN: Dibujos de mecanismos moleculares de la vida. «Esta explicación podría contribuir potencialmente a la búsqueda de vida en los cuerpos de otros planetas, los planetas. «Nuestro hallazgo de materiales de construcción estructurales específicos también puede ser relevante para los esfuerzos de biología sintética, donde los científicos pretenden reconstruir proteínas activas específicas».

Referencia. «La cuantificación de las relaciones estructurales de las áreas de unión de metales sugiere el origen de la transferencia biológica de electrones» 14 de enero de 2022 Avances en la ciencia.

El estudio fue financiado por: NASA:también contó con investigadores de la Universidad de Buenos Aires.