noviembre 15, 2013

Historia de la Lógica Transcursiva (Capítulo 34)

Cuaderno II (páginas 201 a 206)

En la reunión anterior vino la Dra. para despedirse definitivamente, tal como me había prometido; por lo tanto, solo tomamos abundantes mates y hablamos de 'bueyes perdidos'. Hoy, ya solos como al principio, sigo (y esto parece ser la tendencia futura, hasta que algún día me canse de que así sea) con el trabajo de Monod.

Vamos a ver la regulación de la síntesis de enzimas.



Referencias de la figura:

R = Proteína-Represor: en el estado asociado al galactósido inductor (hexágono - β.G.)
T = Proteína-Represor: en el estado asociado al segmento operador O
i = "Gen Regulador": que dirige la síntesis del represor
P = Segmento Promotor: punto de partida de la síntesis del ARN mensajero (mRNA)
G1, G2, G3 = Genes de Estructura: que gobiernan la síntesis de las tres proteínas del sistema (P1, P2, P3)

Funcionamiento:
a) El gen regulador (i) dirige la síntesis a ritmo constante, y muy débil, de la P-Represor (R).
b) El represor reconoce específicamente el segmento operador al cual se asocia en un complejo muy estable.
c) En este estado de síntesis, el mensajero está bloqueado, por simple impedimento estérico, ya que el inicio de la síntesis se produce, obligadamente, a nivel del promotor.
d) El represor reconoce los β.galactósidos, pero solo se asocia a ellos firmemente en 'estado libre', en presencia de β.galactósidos, por consiguiente el complejo operador-represor se disocia, permitiendo la síntesis del mensajero, o sea, de las proteínas.
Las dos interacciones del represor son 'reversibles', y NoC; el inductor no es modificado por su asociación con el represor.
La lógica es muy simple: el represor desactiva la transcripción, y a su vez, es desactivado por el inductor. De esta 'doble negación', resulta un efecto 'positivo' (una afirmación). No termina en una proposición nueva, sino en una simple reiteración de la proposición original, escrita en el lenguaje del ADN y en conformidad con el Código Genético. {una reacción absolutamente booleana}

Nociones generales del sistema:
a) Represor: desprovisto en sí mismo de toda actividad; es un puro mediador (transductor) de señales químicas.
b) El efecto del galactósido en la síntesis de la enzima es totalmente indirecto, debido exclusivamente a las propiedades de reconocimiento del represor, y al hecho de que puede alcanzar dos estados mutuamente excluyentes. (interacción alostérica)
c) No hay ninguna relación, químicamente necesaria, entre el hecho de que la β.galactosidasa hidrolice los β.galactósidos, y el hecho de que su biosíntesis sea inducida por los mismos cuerpos. Aunque fisiológicamente útil, esta reacción es químicamente arbitraria.

Hay una noción de 'gratuidad', es decir, de independencia química entre la función misma y la naturaleza de las señales químicas a las que está subordinada una enzima alostérica. Es esta 'gratuidad' misma de estos sistemas lo que, al abrir a la evolución molecular un campo prácticamente infinito de exploración y de experiencias, le ha permitido construir la inmensa red de interconexiones cibernéticas que hacen de un organismo una unidad funcional autónoma, cuyas performances parecen trascender las leyes de la química, cuando no, eludirlas.

Es en la estructura de la moléculas donde es preciso ver la fuente última de la autonomía, o más exactamente, de la autodeterminación que caracteriza a los seres vivos en sus performances. Los sistemas hasta ahora analizados son los que coordinan la actividad de la célula y hacen de ella una unidad funcional.

Ontogénesis molecular: la morfogénesis espontánea y autónoma reposa en última instancia en las propiedades de reconocimiento estereoespecífico de las proteínas, que es pues de orden microscópico, antes de manifestarse en estructuras macroscópicas.

Asociación espontánea: mediante uniones NoC, fácilmente disociables. En este estado, la proteína pierde, en general, todas sus propiedades funcionales catalíticas o reguladoras. Cuando las condiciones iniciales 'normales' son restituidas (por eliminación del agente disociante), se constata que los agregados oligoméricos se reconstruyen espontáneamente, con restauración completa del 'estado nativo': el mismo número de protómeros, la misma simetría, con aparición integral de las propiedades funcionales.

Este proceso de epigénesis molecular es espontáneo en dos sentidos: 1) el potencial químico necesario no es externo, está presente en la solución; y 2) termodinámicamente no se requiere ningún catalizador para activarlo.

Estructuración espontánea: hay constitución espontánea de orden por asociación entre moléculas pertenecientes a una misma especie química, según reglas geométricas simples y repetitivas. La esencia de estos procesos epigenéticos consiste, pues, en que la organización de conjunto de un edificio multimolecular complejo está contenido en potencia en la estructura de sus constituyentes, pero solo se revela  y deviene actual por su ensamblaje. La información está presente, aunque no expresada en los constituyentes.

Estructura primaria y estructura globular de las proteínas: la estructura espacial de una proteína globular está determinada por dos tipos de enlaces químicos.
1) La estructura primaria: constituida por una secuencia topológicamente lineal de radicales aminoácidos asociados por enlaces covalentes. Estos enlaces definen la estructura fibrosa, muy flexible y capaz de adoptar una infinidad de conformaciones.
2) La estructura nativa: está más estabilizada por un gran número de interacciones NoC que asocian, entre ellas, los radicales de aminoácidos repartidos a lo largo de la secuencia covalente topológicamente lineal. De ello resulta una fibra polipeptídica plegada sobre ella misma, de manera muy compleja. Por tanto, la cooperación de un gran número de interacciones NoC, son las que estabilizan la estructura funcional, que permite a la proteína formar electivamente, complejos estereoespecíficos (igualmente NoC) con otras moléculas.

Formación de las estructuras globulares: hay que saber que:
1) El determinismo genético de las estructuras de las proteínas especifica exclusivamente la secuencia de los radicales aminoácidos que corresponden a una proteína dada.
2) La fibra polipeptídica así sistetizada se repliega espontáneamente y de forma autónoma, para culminar en la conformación pseudoglobular funcional (mi psicocito).
Frente a millones de conformaciones replegadas accesibles, solo UNA es escogida y realizada. Se trata de un verdadero proceso epigenético. La fibra desplegada puede adoptar millones de conformaciones (mis registros prenatales). Está por otra parte, desprovista de toda actividad biológica, especialmente de toda capacidad de reconocimiento esteroespecífico.

La explicación es: 1) en el medio fisiológicamente normal, fase acuosa, las formas replegadas de proteínas son termodinámicamente más estables que las formas desplegadas. La razón es que, de los radicales aminoácidos que constituyen la secuencia, la mitad aproximadamente son hidrófobos, o sea, tienden a juntarse liberando las moléculas de agua inmovilizadas por su contacto (mi metaclase). Por esto, la proteína adopta una estructura compacta, inmovilizando, por contacto recíproco, los radicales que componen la fibra; de donde, le sigue para las proteínas, un aumento de orden (entropía negativa) compensada por la expulsión de moléculas de agua, vale decir, la entropía del sistema.
2) Entre las distintas estructuras replegadas posibles, se elegirá la que corresponda a la expulsión de un máximo de moléculas de agua.

La conformación globular particular de una proteína dada y de la que depende su actividad funcional, será impuesta de hecho, por la secuencia de los radicales de la fibra. Sin embargo, y esto es lo importante, la cantidad de información que sería necesaria para especificar enteramente la estructura 3D de una proteína es mucho mayor que la información definida por la secuencia misma.

Mi 'estimado' colega está al borde del colapso, básicamente, porque me parece que no capta cuál es la trascendencia de todos estos maravillosos principios que nos brinda la biología más elemental. Se entiende si partimos de la base de que él, motu proprio, jamás intentó elaborar nada que aportara a desentrañar el enigma de lo que estamos (estoy) investigando. De alguna manera, creo, estoy llegando al límite predicho por la Dra.

[en este tramo de la investigación también se encuentran una gran cantidad de conceptos que yo luego apliqué, adaptados, a la teoría. Entre ellos: el mecanismo de síntesis, el concepto de 'doble negación' manejado por el código genético, el concepto de mediador, la ontogenia dependiente de un proceso epigenético, el proceso selectivo de una conformación geométrica específica, la funcionalidad adquirida por una proteína al replegarse, el hecho de contener la información en la misma estructura replegada]

¡Nos vemos mañana!