Los orígenes de la topoisomerasa desafían al darwinismo | Noticias de evolución

Foto: Topoisomerasa II, por Discovery Institute.

Cuando el Discovery Institute lanzó la nueva animación de topoisomerasa II En febrero, los evolucionistas podrían haber tratado de refutar esto. Podrían haber proporcionado relatos detallados de cómo esta herramienta de múltiples talentos surgió a través de un proceso darwiniano a partir de ancestros más simples. En cambio, jugaron la máquina especulativa habitual.

Revisión de topoisomerasa

También en febrero, Yves Bommer del Instituto Nacional del Cáncer (NCI) y tres colegas escribieron un artículo de revisión en Nature Reviews Biología Molecular Sobre «Isomerasa humana y su papel en la estabilidad y regulación del genoma». Sin duda, este equipo lo escribió antes de que saliera la animación, y es posible que no estuvieran familiarizados con él. Su revisión no aborda los activos; No se menciona la evolución, la selección natural o la ascendencia común. No hay indicios de diseño inteligente, aunque mencionan máquinas y motores moleculares seis veces.

Primero, maravillémonos de la prevalencia y versatilidad de estas máquinas moleculares. Plantea la cuestión de si cualquier proto-vida podría prescindir de él, porque incluso las moléculas de ARN están sujetas a problemas topológicos. Un genoma inestable es un genoma muerto.

Las topoisomerasas de ADN son Presente en todos los ámbitos de la vida. Para resolver una variedad de Problemas topológicos derivados de la longitud del polímero de doble hélice del ADN humano (alrededor de 3 x 109 pb) como es Plegado, curvo y muy comprimido en el núcleo celular mientras aún esté disponible en ARN y ADN polimerasas. Además, cada célula humana contiene de 100 a 1000 copias de ADN circular, alrededor de 16 000 lpm de ADN mitocondrial (ADNmt), así como ARN largos y plegados que son más abundantes que el ADN Está presente en todos los compartimentos subcelulares. [Emphasis added.]

Hay seis isomerasas conocidas en humanos. “Discutimos sus roles específicos y superpuestos como reguladores de la topología y el metabolismo del ADN”, comenzaron, y también señalaron que las fallas en estos roles a menudo conducen al cáncer y otras enfermedades (consulte la Tabla 1 para obtener una lista aterradora de síndromes causados ​​​​por mal funcionamiento de la topoisomerasa: convulsiones , retraso mental, autismo, envejecimiento prematuro, varios tipos de cáncer y más).

Para gestionar la topología de polímeros de ADN y ARN largos, plegados y entrecruzados unidos a estructuras de andamiaje que se procesan metabólica y dinámicamente por grandes maquinas moleculares (como la transcripción, la replicación del ADN, la remodelación de la cromatina y los complejos de reparación del ADN), las células humanas utilizan con frecuencia seis tipos de isomerasa superior, pero también en Métodos específicos según el problema topológicoy estructuras celulares circundantes y el estado de diferenciación de la célula. Esta sección ilustra los problemas topológicos y las soluciones moleculares proporcionadas por cada una de las principales isomerasas.

TOPS SIEMPRE REQUERIDOS

Es más probable que ocurran problemas topológicos cuando las polimerasas y las helicasas se unen al ADN y al ARN durante procesos clave: transcripción, replicación y remodelación de la cromatina entre ellos. Operaciones que involucran extrusión de anillo Crean riesgos de nudos, esguinces de arrastre, esguinces inferiores, cataholics y otras formas de estrés torsional. Esto puede resultar en uniones en las roscas que pueden resultar en una unión incorrecta. Incluso el ARN monocatenario es susceptible a anomalías en la secuencia genética. Los procesos que unen promotores y potenciadores, que pueden estar separados por grandes distancias, pueden dar como resultado bucles de cromatina que requieren actividad de topoisomerasa.

Las seis máquinas aéreas están bien equipadas para manejar emergencias específicas y no operan de forma aislada; Enzimas de reparación y cofactores adicionales deben estar disponibles en todas las partes de la célula.

topoisomerasa humana y Enzimas reparadoras asociadas Las tirosilfosfodiesterasas de ADN (TDP; ​​TDP1 y TDP2) son Se encuentra tanto en el núcleo como en las mitocondrias.; Además de, citoplasma Los ARN son manejados por TOP3B y TDP2.

Las figuras 1 a 3 del documento muestran gráficos simplificados de algunos problemas topológicos comunes e ilustran los dispositivos que los resuelven. Sin embargo, los métodos de trabajo, como se muestra en la animación DI, no se analizan en detalle en la revisión. Los autores hablan de un «delicado equilibrio» entre TopIIA y la condensación durante la mitosis, señalando otro requisito de diseño: la entrega oportuna de piezas, que recuerda a las líneas de montaje y los quirófanos. Al duplicar y condensar los cromosomas durante la mitosis, las máquinas TOP correctas deben surgir en los momentos correctos y en las cantidades correctas. Los puntos de control garantizan que se cumplan estos requisitos.

Todas las mutaciones discutidas en la revisión son patógenas, si no potencialmente mortales. Los darwinistas esperaban en vano una rara mutación beneficiosa, digamos de los rayos ultravioleta, para «ayudar» de alguna manera. Y si ocurriera en una célula somática en lugar de en una célula germinal, solo sería un breve golpe de suerte y pronto se olvidaría.

Las topoisomerasas son mágicas para el ADN y el ARN, y queda por descubrir la gama completa de sus funciones.

¿Cómo pueden los evolucionistas manejar todo esto?

Dados estos hechos, solo un individuo audaz (¿o imprudente?) intentaría explicar el origen del sistema de topoisomerasa a través de procesos naturales no dirigidos. Uno de estos intentos apareció en bioRxiv Por Guglielmini y cinco coautores, «Origen viral de las topoisomerasas de ADN eucariotas de tipo IIA». Comienzan a reconocer el problema:

El segundo tipo de ADN isomerasa de la familia A (Topo IIA) es Presente en todas las bacterias (ADN girasa) y eucariotas. En los eucariotas, desempeñan un papel importante en la transcripción, la replicación del ADN, la segregación cromosómica y la modificación de la estructura cromosómica. los el origen De eucariotas Topo IIA sigue siendo misterioso Ya que son muy diferentes de sus homólogos bacterianos y no tienen ortólogos en arqueas.

Y así, avanzan hacia la oscuridad del misterio, buscando entre los árboles la sonrisa del Gato de Cheshire de Darwin. Pero todo su enfoque es buscar la homología entre los genes de topoisomerasa tipo IIA y las secuencias de ADN en virus específicos.

Para aclarar el origen A partir de eucariotas Topo IIA, realizamos en profundidad Analítica genética Combina Topo IIA viral y celular mismo. Topo IIA codificado por bacterias y eucariotas forman dos monómeros superpuestos dentro de Topo IIA codificado por Caudoviricetes Y el Nucleocitoferricota, Directo…. Nuestra topología de árbol indica que el eucariota Topo IIA fue Es posible que se haya obtenido de un miembro ancestral. subordinar Nucleocitoferricota De la clase Megaviricetes, Antes del advenimiento del último ancestro común eucariota (LECA). Este resultado destaca el papel clave de estos virus en la formación de eucariotas y sugiere que los eucariotas primitivos usaban Topo IIB en lugar de Topo IIA. Para resolver el problema del ADN topológicos.

Argumento de homología, como se muestra en nuestro video En pocas palabras: homología, es una falacia circular: «La homología no puede usarse como evidencia de la evolución porque asume lo mismo que está tratando de probar». También hay una falacia de personificación en la última oración. ¿Qué en los eucariotas primitivos, si tal cosa existe, puede decidir que tiene un problema topológico y sabrá ceñirse a un Topo IIB para solucionarlo? ¿De dónde viene esta herramienta manual?

A medida que continúa el debate sobre la raíz del árbol eucariota (Burki et al. 2019), Es difícil sugerir un escenario a Evolución de Topo IIIAs en eucariotas. A partir de nuestros análisis de la evolución genética, no se puede descartar esto LECA ya contenía más de un Topo IIA.

No hace falta decir que, para empezar, su «guión» presupone un Topo IIB y un genoma viral. ¡Alguna historia de origen! Comienza con algo que ya existe.

Parece que el tejido molecular eucariótico es un crisol de proteínas originadas en Nucleocitoferricota (especialmente Megaviricetes), eso es apareció de nuevo En la rama del tallo de los eucariotas, las proteínas Heredado del ancestro de las bacterias para las mitocondrias y los cloroplastosY el Proteínas que tuvieron antepasados ​​en las arqueas (en escenarios de dos dominios) o en el ancestro común de arqueas y eucariotas (en un escenario de tres dominios). Clasificar el componente viral de nuestros ancestros eucariotas es ahora una tarea importante para comprender la formación de eucariotas..

Este vistazo al sudor mental de los darwinistas para explicar el origen de las fábricas de máquinas moleculares exquisitamente orquestadas tiene un propósito distinto al entretenimiento. Parece que el diseño inteligente sigue siendo el único candidato serio para explicar el origen de la vida. Sólo tenemos que correr la voz. Compartir nuestra animación en las redes sociales es una buena manera de involucrarse.

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