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Catcher invisible: ¿Cómo puede desaparecer la amplificación dinámica?
En las reacciones bioquímicas, Dynamic School es un mecanismo de corrección de errores, y el concepto propuesto por John Hopfield y Jacques Nigno.Su estudio señala que durante la reacción enzimática, la selectividad entre los productos correctos y incorrectos es mucho mayor de lo que se espera que se infiera en función de la diferencia en la energía de activación.Este descubrimiento no solo nos permitió repensar la precisión de la síntesis biomolecular, sino que también desafió nuestra comprensión de las tasas de error bioquímicas.
La escuela dinámica está introduciendo pasos irreversibles, lo que facilita los intermedios de reacción de los productos incorrectos para salir de la vía de reacción de antemano.En pocas palabras, si un paso de salida irreversible es rápido en relación con el siguiente paso en la vía de reacción, entonces la especificidad del producto correcto puede mejorarse significativamente.Este proceso se puede repetir muchas veces para mejorar aún más la especificidad, pero al mismo tiempo reducirá las tasas de producción.
Por ejemplo, si una línea de producción que produce drogas a veces produce cajas vacías y no podemos actualizar la línea, podemos hacer que las cajas vacías sean más fáciles colocando un ventilador gigante al final de la línea (con una salida más alta tasa), aumentando así la relación de la caja completa.
Sin embargo, hay una llamada paradoja de especificidad en la síntesis de proteínas.Cuando el ribosoma coincide con el anti-anti-codón del ARNt con el codón del ARNm, la tasa de error es tan alta como 10^-4, lo que significa que los ribosomas casi siempre pueden igualar las secuencias complementarias correctamente.Hopfield señala que esto se debe a que la diferencia entre la matriz correcta y incorrecta es muy sutil y, por lo tanto, solo puede determinarse por las diferencias de energía.
Esta tasa de error no es posible en un mecanismo de un solo paso;
La solución es la corrección dinámica, que introduce pasos irreversibles al aplicar energía, cambiando así la dinámica de la reacción.Por ejemplo, durante la carga de aminoácidos de ARNt, la aminoácido ARNt sintetasa utiliza estados intermedios de alta energía para mejorar la precisión de la reacción.
Además, en otros procesos bioquímicos como la recombinación homóloga, las proteínas RecA se agregarán a lo largo del ADN para buscar secuencias de ADN homólogas, y la corrección dinámica también se aplica en este proceso.Esto sugiere que la educación dinámica no es un proceso aislado, sino un conjunto de redes bioquímicas interrelacionadas.
En algunos mecanismos de reparación de ADN, las ADN polimerasas pueden reconocer e hidrolizar inmediatamente los nucleótidos equivocados.
En teoría, este comportamiento se puede lograr a través de muchas redes bioquímicas diferentes, y a gran escala, las escuelas dinámicas muestran un tiempo de finalización de la forma exponencial y cercano a un tiempo exponencial.Además, la estructura topológica de este proceso está estrechamente relacionada con la mejora de la especificidad.
El descubrimiento de la corrección dinámica no solo profundiza nuestra comprensión de los procesos de vida, sino que también conduce a una serie de investigaciones sobre cómo optimizar estos procesos.El desarrollo de la ciencia y la tecnología puede permitirnos explorar estos mecanismos bioquímicos más profundamente en el futuro, e incluso encontrar oportunidades para aplicaciones prácticas en los campos de atención médica y biotecnología.
Piense aún más, ¿cómo podemos usar estos principios de los procesos bioquímicos para mejorar la calidad de la vida humana y reducir la tasa de error en el mundo en constante expansión de la bioingeniería?
