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Rubisco é a Enzima mais importante do planeta.

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Rubisco é a Enzima mais importante do planeta.

http://reasonandscience.heavenforum.org/t1554-the-rubisco-enzymes-amazing-evidence-of-design#2337

virtualmente todo o carbono orgânico na biosfera deriva em última análise, a partir do dióxido de carbono que Rubisco fixa a partir da atmosfera. Sem ela, a vida avançado no planeta terra não seria possível. E nós não seriamos capazes de debater nossas origens. Toda investigação e busca sobre se somos ultimamente o resultado de um poderoso criador, ou apenas de reações químicas naturais aleatórios e propriedades emergentes da matéria inanimada, se a biodiversidade é devida à evolução, ou um designer inteligente, é  segunda à pergunta de como Rubisco surgiu. Através da minha pesquisa eu ganhei entendimento  sobre a estrutura complexa de Rubisco, seu funcionamento e processo de síntese, quantas partes de células, enzimas, proteínas e vias estão envolvidas e necessárias para montá-lo, modificações como as sub unidades não concluídas que requerem co e pós manipulação mediante proteínas específicas  que ajudam como robôs de montagem no processo de fabricação, caminhos e mecanismos sofisticados de importação de proteínas e de segmentação nos cloroplastos através de grandes complexos translocon multiprotéicos no estroma ( os portões moleculares de entrada , no nosso caso, do cloroplasto para o stroma ) , e sistemas de comunicação e de informação avançada de proteínas. Tudo isso é de complexidade desconcertante, em que são necessárias dezenas de peças interligadas e afinadas individualmente, uma teia de máquinas moleculares  interligadas  avançadas extremamente complexas, onde se alguma  falta, nada funciona, o que desafia a inteligência dos melhores cientistas há décadas para descobrir sua estrutura, mecanismos e funções. Tudo isso pode ser devido a processos naturais? Vamos ver se seria possivel........


RuBisCO é uma proteína vegetal de multi-subunidade essencial para a fotossíntese. Ela catalisa a reação química primária pelo qual o carbono inorgânico entra na biosfera. Na via de C3, RuBisCO é responsável pelo início do primeiro passo de fixação do dióxido de carbono, um processo pelo qual o dióxido de carbono atmosférico é convertido pelas plantas para moléculas ricas em energia, tal como glucose. Este passo do Ciclo de Calvin desempenha um papel crucial no fornecimento de energia para a célula.

http://reasonandscience.heavenforum.org/t2164-the-calvin-benson-cycle

Rubisco também é a enzima mais abundante na Terra. Ela está presente em todas as plantas e organismos fotossintéticos, desde as mais pequenas cianobactérias e plâncton para palmeiras e sequóias gigantes. Rubisco é um complexo composto por oito subunidades grandes e oito 
subunidades pequenas. 


Sintetizado RuBisCO não tem um lugar ativo totalmente funcional. Ele tem de ser ativado por uma molécula de CO2 que carbamyla sua Lys catalítica para se ligar a Mg2 + que completa o processo de ativação.  A carboxilação envolve pelo menos quatro, talvez cinco passos discretos e, pelo menos, três estados de transição;

A origem destas etapas altamente específicas, reguladas e coordenadas, que são essenciais para a ativação de Rubisco, são melhor explicadas através de uma mente e planejamento, que configurou tudo isso. Mecanismos naturais são extremamente improváveis que sejam capaz de produzir estas vias metabólicas de várias etapas sofisticadas e linhas de montagem para fazer Rubisco em primeiro lugar. Não é de se surpreender, que não há trabalhos científicos convencionais  capazes de fornecer cenários evolutivos convincentes. Contanto que a enzima não é totalmente funcional, nada vai, e ultimamente,  vida na Terra 
avançada não seria possível . Como surgiu  a inserção correta do cátion de metal correta de Mg2 + cercado por três moléculas H2O / OH  ? múltiplas tentativas até conseguir a configuração correta ? O genoma precisa a informação certa, a fim de obter o material certo, a forma certa e a quantidade de cada subunidade e co-fatores e clusters metálicos, a informação como posicioná-los no ponto ativo certo, e como montar essas peças na ordem correta. Isso parece-me unicamente a ser explicado de forma convincente pelo planejamento prudente de um engenheiro super inteligente , que soube inventar e construir esta máquina altamente sofisticada e complexa e torná-la  totalmente funcional a partir do zero. Um surgimento lento, passo a passo, não guiado parece ser um mecanismo extremamente improvável. A explicação mais convincence é o resultado de uma inteligência, que define tudo através do poder, vontade e informações.


As oito subunidades grandes de rubisco são codificadas pelo DNA no cloroplasto, e as oito subunidades pequenas de DNA no nucleo da célula. A pequena subunidade de Rubisco e todas as outras enzimas do ciclo de Calvin são codificadas por genes nucleares e tem de ser transportadas  ao local do cloroplasto após a sua síntese no citosol (
  o líquido que preenche o citoplasma, espaço entre a membrana plasmática e o núcleo das células vivas ).


http://reasonandscience.heavenforum.org/t2165-pathways-and-mechanisms-of-protein-import-and-targeting-in-chloroplasts

As formas precursoras de tais proteínas do estroma ( o fluido aquoso  dentro do cloroplásto ) contêm uma sequência de importação N-terminal. Este péptido de trânsito permite o direcionamento e transferência das subunidades pequenas sintetizadas no citosol , atravessando o cloroplasto  para o estroma por complexos de envelope chamados translocon . Estes são portões moleculares altamente complexos na membrana interna e externa dos cloroplastos, os quais filtram quais  moléculas são permitidas a entrar.

http://reasonandscience.heavenforum.org/t2165-pathways-and-mechanisms-of-protein-import-and-targeting-in-chloroplasts#3928

Depois do precursor desdobrado entrar no espaço do estroma, liga-se transientemente a um  chaperona Hsc70  e a sequência N terminal é clivada.

Dobrar as pequenas e grandes proteínas de subunidade Rubisco é mediada pelo sistema  incrível chamado chaperonin GroEL-GroES. O dobramento é o processo pelo qual as cadeias recém-sintetizadas polipeptídicas adquirem as estruturas tridimensionais necessárias para a função biológica. Durante muitos anos, o dobramento de proteínas foi acreditado que ocorresse espontaneamente. Mas tornou-se evidente que as proteínas grandes freqüentemente não conseguem atingir o estado nativo, formando em vez disso agregados não-funcionais . Eles precisam da ajuda destas proteínas sofisticadas em forma de barril .

http://reasonandscience.heavenforum.org/t1437-chaperones?highlight=chaperones

Isso levanta questões interessantes:  Como deveria e poderiam mecanismos naturais não  guiados saber de antemão a necessidade de proteinas acompanhantes durante a translocação, a fim de conseguir no momento certo um objetivo específico, que é dobrar de forma correta  tridimensionalmente, resultando em proteínas funcionais para fazer organismos vivos? Matéria inanimada não tem o propósito  ou objetivo de tornar-se viva. A composição de proteínas para criar vida no entanto, é um processo de múltiplos passos de muitos processos metabólicos complexos agindo paralelamente como em uma  linha de produção ; processos para a produção de proteínas e outros produtos essenciais para a vida, como nucleótidos, aminoácidos, hidratos de carbono, lípidos, ATP para geração de energia, essencial para qualquer processo metabólico etc. A dobragem correta de proteínas apenas um de vários outros processos essenciais de modo a obter uma proteína funcional. Mas uma proteína funcional por si só  não tem nenhuma função, a não ser corretamente incorporada através da seqüência de montagem  no local de funcionamento correto.

Oito  subunidades pequenas se combinam com os oito subunidades grandes, para se obter a enzima rubisco ativa. Pelo menos três proteínas de membrana externa dos cloroplastos, incluindo um receptor que se liga a sequência de importação da proteina em trânsito,  uma proteína de canal de translocação ( que permite a entrada do cloroplasto para o estroma, e cinco proteínas interiores da membrana são conhecidas por serem essenciais para dirigir proteínas para o estroma. A importação para o estroma depende de hidrólise de ATP catalisada por uma chaperona Hsc70 acompanhante. Cloroplastos não podem gerar um gradiente eletroquímico (força motriz protónica) através de sua membrana interna. Assim a importação de proteínas para o estroma do cloroplasto é alimentado exclusivamente pela hidrólise de ATP. Dentro do estroma, as subunidades pequenas sofrem mais modificações pós-tradução (péptido de trânsito de clivagem, Met-1 An- metilação) antes da montagem em complexos finais de Rubisco. Como é que os processos evolutivos naturais descobriram como fazê-lo? Tentativa de erro e acerto?

A fim de produzir e montar de Rubisco, pelo menos 25 partes, a maioria deles essenciais e irredutívelmente complexos, são diretamente envolvidas na função de Rubisco, ativação, e síntese.

Poderiam estas peças, proteínas enzimas etc. evoluír separadamente e gradualmente? E  a RbcX  Chaperone de montagem, especificamente usada como ferramenta de montagem de Rubisco? E  as  chaperoninas GroEL / GroES em forma de barril, que desempenham sua função com simplicidade e elegância extremamente impressionante,  ajudando mais de 100 proteínas diferentes para entrar em sua forma e forma correta, essenciais para  função? (No nosso caso, ajudando as subunidades Rubisco RbCl para obter a sua  forma 3d de dobramento correta ?) Ou como é que os defensores da evolução explicam como a seleção natural teria favorecido o surgimento de chaperonas Hsp70, componentes centrais da rede celular, proteínas que ajudam uma grande variedade de proteínas em processos na célula por associação transiente do seu domínio de ligação ao substrato, com segmentos de péptidos hidrofóbicos curtas dentro das suas proteínas de substrato? Isso é, no nosso caso, a sua função de que era para evitar uma   subunidade rubisco pequenade ainda inútil  dobrar fora do cloroplasto? Eles são feitos, utilizado durante o processo de síntese, e uma vez que a montagem de Rubisco for concluída, estas enzimas são descartadas. Este é  como um processo de produção de linha de montagem de fábrica , utilizando nano-robôs totalmente automatizados e programados  como máquinas moleculares, ou seja, enzimas. A maioria das peças, se ausente, rendem 1. a montagem da Rubisco impossível, e 2. Rubisco inútil. Muitas partes, se faltarem tornam Rubisco não- funcional e  com defeito. Ao lado das enzimas que têm uso em outros sistemas biológicos, não haveria nenhuma razão para produzi-las, a menos que todas as outras partes estivessem lá também, e também as instruções de montagem de Rubisco. Como uma analogia, se você tivesse que fazer a implementação de uma fábrica de automóveis, por que você iria criar uma cadeia de montagem de um pistão, se você não tem todas as instruções precisas para fazer 1. o carro como um todo, e 2. a instruções de a forma exata e os materiais necessários para o pistão, em particular, e como a montá-lo no motor? Isso é precisamente o que acontece na célula. A evolução não tem consciência, e nem conhecimento antecipado, e nem inteligência. Mas, precisamente o que é necessário para o planejamento e fazer as plantas de projeto. Eu não posso criar uma máquina, sem o desenho de projeto e informação precisa com antecedência, o que é necessário para fazer primeiro as ferramentas de montagem, segundo , as subpartes, e terceiro,  toda a máquina.

http://reasonandscience.heavenforum.org/t1554-the-rubisco-enzymes-amazing-evidence-of-design#3899

Como os defensores da evolução explicam como a seleção natural teria favorecido um complexo de proteínas cuja função era evitar uma subunidade pequena ainda inútil de Rubisco   de dobrar fora do cloroplasto? Antes que a célula tivesse  evoluído uma maneira de transportar  a proteína para dentro no stroma, não haveria nenhum benefício de mante-la desenrolava do lado de fora. Como poderia o mero acaso 'saber' que precisava produzir o dobramento 3d correto de grandes subunidades de polipeptídeos no momento certo, e  preveni-los de dobrar na conformação "correta" antes da hora? E a evolução teria de ser inteligente na verdade para modificar quimicamente algo ainda não útil para que pudesse ser dobrado 'corretamente' mesmo quando o polipeptídeo 'corretamente' dobrado ainda não se tornaria útil.

Apenas um designer saberia por que seria necessário para produzir uma protease especializada, destiná-las para o cloroplasto, e programá-la para cortar fora a seqüência de direcionamento da subunidade pequena no lugar certo. E por que mecanismos naturais montariam uma coleção de peças Rubisco sem sentido em apenas uma determinada maneira especifica? A fim de projetar um conjunto sofisticado de ferramentas para fazer algo mais útil no futuro que tinha, até agora, nenhuma função, evolução (como 'designer') teria que ter conhecimento detalhado da futura utilidade da proteína. Se a evolução conseguiu gerar qualquer um destes complexos de proteínas de chaperonas (e ele não o faria), ele ainda seria inútil para a geração de rubisco, a menos que todas as outras proteinas acompanhantes estivessem presentes. Sem qualquer um deles, o complexo de dezasseis unidades não poderia  ser gerado.

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Apesar das reivindicações recentes, não há o que se reclamar de design incompetente em relação a Rubisco

http://www.reasons.org/articles/uprooting-a-%E2%80%9Cbad-design%E2%80%9D-argument

A montagem correcta das  subunidades de Rubisco é difícil de alcançar no tubo de ensaio no laboratório. Da mesma forma, as variantes geneticamente modificados também enfrentam este problema, assim, prejudicando os esforços para avaliá-los para melhorar a eficiência e seletividade.

Uma equipe de pesquisadores da Alemanha desenvolveu  um meio para reconstituir efetivamente rubisco no laboratorio. Em um comentário sobre este trabalho, o biólogo R. John Ellis aproveita a oportunidade para ridicularizar rubisco, referindo-se a ele como um "excelente exemplo de design inteligente." Mais uma vez um desafio para o caso de o Criador com base em um design ruim de rubisco.

Um trabalho realizado em 2006 porém mudou a forma como bioquímicos visualizam esta enzima. A reação quimica lenta de Rubisco para discriminar entre o oxigênio molecular e o dióxido de carbono se deve a natureza inexpressiva, não polar de ambos os gases. Em outras palavras, a confusão de rubisco entre o oxigénio e o dióxido de carbono não é devido a um defeito de criação, mas sim resulta da natureza química inerente destes dois gases. Para superar esta confusão, esta enzima diminui a reação de fixação de carbono. Rubisco enfrenta um trade-off entre a taxa de reação e da discriminação entre o dióxido de carbono e oxigênio molecular. Rubisco não é mal concebido. Pelo contrário.

Os bioquímicos que descobriram este trade-off comentaram: "Apesar de parecer lento e confuso, a maioria dos Rubiscos podem ser quase otimamente adaptados às seus diferentes ambientes gasosos e térmicos. Se assim for, a manipulação genética pode ser esperada que alcance apenas melhorias modestas na eficiência de Rubisco e o crescimento da planta ".

Em resposta ao comentário de Ellis, dois cientistas agrícolas da Dinamarca sustentam que a eficiência da rubisco tem qualquer influência sobre o rendimento das culturas, minando ainda mais a visão de que esta proteína é  mal projetada. Eles apontam que o aumento da produção agrícola refere-se a folhas maiores que capturam mais energia e evitar que ervas daninhas crescam, criando mais sombra perto da árvore. Eles também observam que os fisiologistas  já sabem há muito tempo que a respiração e a fotorrespiração não diminuem a produção de culturas. 

Rubisco não merece a sua reputação como um produto mal projetado de processos evolutivos, assim, arrancando outro chamado exemplo de um design ruim.

Apesar da catálise lenta e especificidade de substrato confuso, todos carboxilases ribulose bisfosfatos podem ser quase perfeitamente otimizados.

http://www.pnas.org/content/103/19/7246.abstract

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