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El misterio de las superfamilias de proteínas: ¿cómo prueban estos organismos antiguos la existencia de un ancestro común?
Las proteínas han sido esenciales para el funcionamiento de los organismos a lo largo de la historia de la vida. Entre estas proteínas que construyen la base de la vida, el concepto de superfamilia proporciona una perspectiva importante, revelando la conexión ancestral común entre los organismos. En este artículo, explorará los misterios de las superfamilias de proteínas y aprenderá cómo demuestran las conexiones entre diferentes organismos.
Definición de superfamilia de proteínas
La superfamilia de proteínas se define como el grupo más grande de proteínas inferido a partir de un ancestro común. Esta inferencia de ascendencia común a menudo se realiza con base en la alineación estructural y la similitud mecanística, aunque en algunos casos no existe una similitud de secuencia obvia entre las proteínas. A través de estas interconexiones, los científicos pueden reconstruir la historia evolutiva de las proteínas y comprender cómo evolucionaron hasta sus formas actuales.
Métodos para inferir la ascendencia común
Al definir las superfamilias de proteínas, los científicos utilizan tres enfoques principales: similitud de secuencia, similitud estructural y similitud mecanicista. Estos métodos tienen sus propias ventajas y pueden capturar diferentes niveles de asociación entre proteínas.
Similitud de secuencias
En la mayoría de los casos, la similitud entre diferentes secuencias de aminoácidos es un método común para inferir homología. Esta similitud de secuencia a menudo apunta a la posibilidad de duplicación genética y divergencia evolutiva. Sin embargo, estos enfoques también enfrentan algunas limitaciones porque diferentes proteínas pueden tener similitudes de secuencia indetectables durante el largo proceso de evolución.
Por ejemplo, en la clase PA de proteasas, no se conservan residuos en toda la superfamilia, ni siquiera aquellos en la tríada catalítica.
Similitud estructural
La estructura se conserva más evolutivamente que la secuencia. Muchas proteínas con estructuras muy similares pueden tener secuencias de aminoácidos completamente diferentes. Al utilizar programas de alineación estructural como DALI, los científicos pueden observar la estructura tridimensional de una proteína para encontrar otras proteínas con pliegues similares. Este enfoque puede incluso, en algunos casos, identificar homologías entre proteínas que no son detectables en la secuencia.
Similitud mecánica
El mecanismo catalítico de una enzima generalmente se conserva dentro de una superfamilia, aunque la especificidad del sustrato puede variar ampliamente. Tomando como ejemplo la clase de proteasas PA, aunque los residuos de la tríada catalítica han experimentado una evolución divergente, todos los miembros utilizan mecanismos similares para realizar catálisis nucleofílica covalente en proteínas, péptidos o aminoácidos.
La importancia evolutiva de las superfamilias de proteínas
Las superfamilias de proteínas representan el límite de nuestros ancestros comunes actualmente identificables. Son los grupos evolutivos más antiguos inferidos con base en evidencia directa. Los miembros de algunas superfamilias aparecen en todos los reinos de la vida, lo que sugiere que el último ancestro común de estas superfamilias existió en el último ancestro común de toda la vida (LUCA).
Diversificación y conservadurismo estructural
La mayoría de las proteínas contienen múltiples dominios; de hecho, entre el 66 y el 80% de las proteínas eucariotas y aproximadamente entre el 40 y el 60% de las proteínas procariotas tienen múltiples dominios. Con el tiempo, muchos de los dominios se han entremezclado para formar las diversas superfamilias de proteínas que tenemos hoy.
ConclusiónA través de la discusión anterior, hemos identificado superfamilias de proteínas, lo que no sólo enriquece nuestra comprensión de la evolución biológica, sino que también proporciona pistas importantes para futuras investigaciones en ciencias de la vida. A medida que avance la tecnología, nuestra comprensión de las proteínas se profundizará, lo que nos llevará a descubrir los misterios más profundos de la vida. En este contexto, ¿te has preguntado alguna vez cuántos misterios sin resolver nos han dejado estas antiguas criaturas en el largo río de la evolución?
