Nudo molecular
En química , un nudo molecular es una arquitectura molecular entrelazada mecánicamente que es análoga a un nudo macroscópico . [1] Los nudos moleculares de formación natural se encuentran en moléculas orgánicas como ADN , ARN y proteínas . No es seguro que los nudos de origen natural sean evolutivamente ventajosos para los ácidos nucleicos o las proteínas, aunque se cree que el anudado juega un papel en la estructura, estabilidad y función de las moléculas biológicas anudadas. [2] El mecanismo por el cual los nudos se forman naturalmente en las moléculas, y el mecanismo por el cual una molécula se estabiliza o mejora mediante el anudado, es ambiguo.[3] El estudio de los nudos moleculares implica la formación y aplicaciones denudos molecularestanto naturales como sintetizados químicamente . La aplicación de la topología química y la teoría de nudos a los nudos moleculares permite a los biólogos comprender mejor las estructuras y síntesis de moléculas orgánicas anudadas. [1]
El término knotano fue acuñado por Vögtle et al. en 2000 para describir los nudos moleculares por analogía con los rotaxanos y catenanos , que son otras arquitecturas moleculares entrelazadas mecánicamente. [1] [4] El término no ha sido adoptado ampliamente por los químicos y no ha sido adoptado por la IUPAC .
Las moléculas orgánicas que contienen nudos pueden caer en las categorías de nudos corredizos o pseudo-nudos. [2] No se consideran nudos matemáticos porque no son una curva cerrada, sino un nudo que existe dentro de una cadena lineal, con extremos en cada extremo. Se cree que las proteínas anudadas forman nudos moleculares durante el proceso de plegado de su estructura terciaria, y los ácidos nucleicos anudados generalmente forman nudos moleculares durante la replicación y transcripción genómica, [6] aunque los detalles del mecanismo de anudado continúan siendo discutidos y ambiguos. Las simulaciones moleculares son fundamentales para la investigación de los mecanismos de anudado molecular.
El ADN anudado fue encontrado primero por Liu et al. en 1981, en ADN bacteriano circular monocatenario, aunque se ha descubierto que el ADN circular bicatenario también forma nudos. Aún no se ha informado de ARN anudado naturalmente. [7]
Se han identificado varias proteínas que contienen nudos moleculares naturales. Los tipos de nudos que se encuentran de forma natural en las proteínas son los nudos y , como se identifica en la base de datos KnotProt de proteínas anudadas conocidas. [8]
Se han informado varios nudos moleculares sintéticos. [9] [10] [11] [12] [13] [14] Los tipos de nudos que se han sintetizado con éxito en moléculas son y 8 19 nudos. Aunque se ha descubierto que los nudos y ocurren naturalmente en moléculas anudadas, no se han sintetizado con éxito. Los nudos compuestos de moléculas pequeñas tampoco se han sintetizado todavía. [7]
