Profundo descubrimiento de los orígenes de la vida en la Tierra: evolución de las proteínas de unión a metales

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

Con el fin de abordar una de las preguntas sin respuesta más profundas de la biología, un equipo dirigido por Rutgers ha descubierto las estructuras de las proteínas que pueden ser responsables de los orígenes de la vida en el guiso primordial de la Tierra antigua.

El estudio aparece en la revista progreso de la ciencia.

Los investigadores han descubierto cómo la vida primitiva en nuestro planeta surgió a partir de materiales no vivos simples. Preguntaron qué propiedades definen la vida tal como la conocemos y concluyeron que cualquier cosa viva necesita recolectar y usar energía, de fuentes como el sol o los respiraderos hidrotermales.

En términos moleculares, esto podría significar que la capacidad de mezclar electrones es fundamental para la vida. Dado que los mejores elementos para la transferencia de electrones son los metales (piense en los cables eléctricos estándar) y la mayoría de las actividades biológicas las llevan a cabo las proteínas, los investigadores decidieron explorar una combinación de los dos, es decir, proteínas que se unen a los metales.

Sopa de origen de la vida primigenia de la tierra antigua

Con el fin de abordar una de las preguntas sin respuesta más profundas de la biología, un equipo dirigido por Rutgers ha descubierto las estructuras de las proteínas que pueden ser responsables de los orígenes de la vida en el guiso primordial de la Tierra antigua. Crédito: Rutgers

Compararon todas las estructuras de proteínas existentes que se unen a los metales para establecer cualquier característica común, basándose en la hipótesis de que estas características comunes estaban presentes en las proteínas ancestrales y se diversificaron y transmitieron para crear el conjunto de proteínas que vemos hoy.

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La evolución de las estructuras de proteínas implica comprender cómo surgen nuevos pliegues a partir de pliegues previamente existentes, por lo que los investigadores diseñaron un método computacional que encontró que la gran mayoría de las proteínas unidas a metales que existen hoy en día son bastante similares independientemente del tipo de metal al que se unen. y el organismo. proceden o la función asignada a la proteína en su conjunto.

«Hemos visto que los núcleos de unión a metales de las proteínas presentes son en realidad similares, aunque las proteínas en sí no lo sean», dijo la autora principal del estudio, Jana Bromberg, profesora del Departamento de Bioquímica y Microbiología de la Universidad de Rutgers en New Brunswick. . «También hemos visto que estos núcleos de unión a metales a menudo consisten en estructuras centrales repetitivas, algo así como bloques de LEGO. Curiosamente, estos bloques también se encuentran en otras regiones de proteínas, no solo en núcleos de unión a metales, y en muchas otras proteínas. que no han sido Nuestra observación sugiere que esta reorganización de estos pequeños bloques de construcción puede haber tenido uno o un pequeño número de ancestros comunes y dio lugar a la gama completa de proteínas y sus funciones actualmente disponibles, es decir, la vida tal como la conocemos. .»

dijo Bromberg, cuya investigación se centra en descifrar ADN Diagramas de las máquinas moleculares de la vida. Esta explicación también podría contribuir a nuestra búsqueda de vida en planetas y otros cuerpos planetarios. Es probable que nuestro descubrimiento de bloques de construcción estructurales específicos también sea relevante para los esfuerzos de biología sintética, ya que los científicos pretenden construir proteínas particularmente activas de nuevo. «

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Referencia: «La medición de las relaciones estructurales de los sitios de unión de metales indica los orígenes del transporte biológico de electrones» 14 de enero de 2022, disponible aquí. progreso de la ciencia.

El estudio está financiado por NASATambién contó con investigadores de la Universidad de Buenos Aires.

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