Cuando una estructura es irreductiblemente compleja, las
instrucciones de su montaje pueden llegar a ser aún más irreductiblemente
complejas. Este es el caso del flagelo bacteriano.
Cuando las revistas científicas top confirman las afirmaciones
que venimos haciendo en apoyo de la teoría del diseño inteligente, somos de
aquellos que nos da gusto señalarlo. Este tipo de cosas hace que con el tiempo
la propuesta del DI sea más fuerte. Hace once años, en el documental de
Illustra Media, La Clave del Misterio de
la Vida [puedes verlo haciendo clic AQUÍ], Scott Minnich decía que las
instrucciones de montaje para la construcción de un flagelo son aún más
irreductiblemente complejas que la estructura en sí misma. Estaba en lo cierto;
un nuevo paper en PNAS, con ilustraciones deslumbrantes, se ocupa de abrir un
poco más la caja negra de Darwin, mostrando
de forma secuencial el increíble ensamblaje de este icono del DI.
Los 12 autores de 5 universidades de Estados Unidos no
parecen ser muy útiles a la teoría evolutiva. Ellos nunca la mencionan. En su
lugar, ellos nombran al flagelo como una "máquina molecular con auto-montaje
sofisticado" y, dos veces "una máquina molecular compleja."
El organismo que estudiaron es la espiroqueta
multi-flagelada que causa la enfermedad de Lyme—un tema secundario e ideal para
filósofos o teólogos, pero no para el diseño inteligente. El DI va en busca de
productos que impliquen causas inteligentes. No va por las razones filosóficas
de su existencia.
El abstract describe brevemente sus hallazgos:
“En este estudio, hemos atrapado genéticamente pasos
intermediarios en la construcción del flagelo y determinamos las estructuras 3D
de estas fases intermedias, a una resolución de 4 nm mediante tomografía crioelectrónica.
Proporcionamos evidencia estructural de que la
secreción de sustratos del eje flagelar provoca una remodelación del canal central en el aparato de
secreción flagelar, que pasa de una
conformación cerrada a una abierta. Este canal abierto servirá entonces como una puerta de entrada y una
plantilla para el ensamblaje del eje. Las proteínas individuales se ensamblan secuencialmente para formar el eje
modular. El gancho capitanea el su
propio montaje al final del eje, y la proteína
cap del filamento facilita el montaje del filamento después de que la formación del gancho se ha completado”.
Así que ya tenemos una confirmación de la naturaleza
secuencial de la construcción, al igual que Minnich describe en la película:
[Minnich] Incluso si usted se concede admitir que tiene
todas las piezas necesarias para construir una de estas máquinas, eso es sólo
una parte del problema. Tal vez aún más complejo —pienso que es más complejo—es
el conjunto de instrucciones de montaje. Esa cuestión nunca es abordada por los
opositores del argumento de la complejidad irreductible.
[Narrador] Los estudios sobre el motor bacteriano tienen,
de hecho, un nivel más profundo de complejidad. Para su construcción no
sólo se requiere de partes específicas, sino también de una secuencia precisa de
instrucciones para su montaje.
[Minnich] Hay que hacer las cosas en el momento adecuado. Usted tiene que garantizar que el número de componentes sea el correcto. Tiene que montarlos
de una manera secuencial. Tiene que ser capaz de corroborar si los ha
ensamblado correctamente de modo que usted no pierda energía en la construcción
de una estructura que no va a ser funcional [...].
Usted construye esta estructura de adentro hacia afuera. Cuenta
el número de componentes en tal estructura anillada o tal vez en el estator, y
una vez que todos estos se encuentran en la escena, hay un feedback o respuesta que dice:
"Está bien, ya no más de eso"; Luego, se añade un eje; se añade un
anillo; se añade otro eje; se añade un adaptador universal [gancho]. Una vez
que se agrega el gancho, que tiene cierto tamaño y cierto grado de
curvatura—aproximadamente un cuarto de vuelta—esta etapa concluye, y luego se
empiezan a añadir los componentes del elemento propulsor o filamento. Todas
estas acciones son realizadas en una secuencia precisa, del mismo modo que
cuando se construye un edificio.
Paul Nelson concluye que la construcción de una máquina
irreductiblemente compleja (como el flagelo) requiere del trabajo de otras
máquinas; y esas máquinas requieren de otras máquinas para su montaje. El
aparato de montaje entero es en sí irreductiblemente complejo. En una frase
memorable, Jonathan Wells dice, "lo que tenemos aquí es complejidad
irreductible hasta el fin."
¿Qué hay de nuevo?
En el nuevo trabajo, los autores no utilizan la frase complejidad
irreducible, pero su descripción es parecida a la de Minnich. Ejemplo:
El ensamblaje se inicia por la inserción del anillo MS
(que consta de la proteína FliF) en la membrana citoplasmática. El anillo MS
actúa entonces como una plataforma para el montaje del anillo C (el complejo
que sirve de interruptor de cambio), el estator (el generador de torca), y el
aparato de secreción de tipo III (TTSS) específico del flagelo. La mayoría de
las proteínas flagelares son secretadas por el sistema TTSS, que es accionado
por la fuerza ion-motriz transmembrana. La secreción y el montaje de cada
sustrato se da de forma ordenada; el montaje flagelar procede de una forma
lineal desde el eje hasta el extremo distal del filamento.
Los autores van a describir cómo es que es necesario el
montaje de un primer componente para el montaje de componentes posteriores,
todo ello de un modo secuencial y ordenado:
Cuando se completa el eje central, se requiere una
proteína cap para el montaje del gancho. La proteína cap del gancho, FlgD, ha
sido detectada en el extremo distal del mismo. Se piensa que los ganchos en
general se montan en sus extremos distales mediante la inserción de subunidades
FlgE debajo de la cap del gancho. Después de que el gancho alcanza su longitud de
madurez (~55 nm), dos proteínas de unión, FlgK y FlgL, y la proteína cap del
filamento, FliD, se añaden secuencialmente al extremo distal del gancho.
Sus hermosas micrografías crioelectrónica y modelos
coloreados muestran la naturaleza exquisita del motor en desarrollo, con lo que
las imágenes que se muestran en la película de hace 11 años ahora quedan con
mayor claridad. La estructura del cuerpo basal es maravillosamente compleja, tanto
como una obra de arte.
Los autores emplean libremente la jerga de un mecánico de
taller:
El eje flagelar es un complejo de múltiples componentes
que funciona como un canal de exportación y un eje de transmisión [...]
llegamos a la conclusión de que el montaje apropiado del eje proximal requiere
interacciones de cooperación entre las proteínas FlgB, FlgC, y FlhO. La FlgG puede, a
continuación, formar un eje distal y servir como sustrato para la adición
posterior del anillo P y el gancho.
El ensamblaje del
gancho y del filamento está mediado por la proteína cap del gancho (FlgD)
y la proteína cap del filamento (FliD), respectivamente [...] Ambas estructuras
se pueden dividir en dominios cap-leg... una arquitectura similar tipo cap-leg
ha sido vista en la cap del filamento. Por
consiguiente, proponemos que la cap del gancho facilita el montaje del gancho
por un mecanismo de rotación similar a la utilizada por la cap del filamento,
la cual promueve el ensamblaje del filamento.
Ellos hacen referencia al trabajo de unos científicos
japoneses cuyas animaciones han capturado la imaginación de muchos
espectadores. Estas muestran la delicada danza de la proteína cap en el momento
en que los monómeros de filamento se agregan de forma rápida, secuencial, y
ordenada (ver “TheFlagellar Filament Cap: 'One of the Most Dynamic Movements in ProteinStructures”). El nuevo trabajo confirma esa propuesta. Ellos hablan de una
"longitud determinada" por el eje distal; cómo es medida tal longitud
no se explica, pero seguramente debe ser una cuestión interesante. La
terminación de una pieza "promueve" el montaje de la siguiente.
Revisitando al
argumento de la Co-opción o Exaptación.
¿Es el flagelo similar a un inyectosoma de tipo III? Esta
cuestión se abordó en el film. (Los evolucionistas han tratado de señalar a la
máquina TTSS como fase intermedia; ver "Dos grandes de la biología flagelar y sus críticas a M. Behe ¿En que fallan?".) El nuevo diagrama muestra algunas
similitudes entre las dos máquinas, pero muchas diferencias, incluyendo las partes constituyentes. Aquí está su discusión:
El flagelo y el inyectosoma asociado a virulencia comparten una estructura análoga y homóloga en lo que respecta a
componentes de la TTSS. Sin embargo, la estructura y la función del eje son muy
diferentes en los dos sistemas. El eje del inyectosoma está formado por una
proteína (PrgJ en S. typhimurium). Para
que haya un anclaje correcto de la estructura de la aguja, primero es preciso
ensamblar el eje. La función del eje del inyectisoma es proporcionar un
conducto para el transporte de proteínas desde el citoplasma bacteriano a la
célula huésped (Fig. 6D). En contraste, el eje flagelar y sus complejas
interacciones con el anillo de MS, el anillo P, y el gancho (Fig. 6B)
proporcionan funciones duales: un canal hueco para la secreción de proteínas y
un eje de accionamiento robusto para transmitir la fuerza de torca entre el
motor y el filamento.
Así que incluso si el flagelo ha exaptado partes del
TTSS, otras partes llegan a ser únicas. Como lo declara Minnich en el
documental:
Estamos hablando de una máquina que tiene 40 partes
estructurales. Sí, nos encontramos con 10 de ellas involucradas en otra máquina
molecular. Pero las otras 30 son únicas. Entonces, ¿de dónde las va a pedir
prestadas? Con el tiempo usted va a tener que explicar la función de cada pieza
como si tuviese originalmente algún otro propósito. Así que sólo se puede
seguir ese argumento hasta el momento en que se encuentra con el problema de
que está pidiendo prestado piezas de ningún lado.
El nuevo documento corrobora las declaraciones de
Minnich. En conclusión, dicen los autores,
En resumen, el cryo-ET de alto rendimiento, junto con el
análisis mutagénico, reveló una serie completa de imágenes moleculares de alta
resolución sobre el proceso de montaje de flagelos periplásmicos en la espiroqueta
de la enfermedad de Lyme. La imagen compuesta resultante proporciona un plano
general del proceso de montaje de esta máquina molecular intrincada. Este
enfoque debería ser aplicable también para determinar la secuencia de eventos en las otras celulas no evaluadas que generan una amplia gama de máquinas moleculares.
Once años es mucho tiempo para refutar las afirmaciones
acerca de la construcción del flagelo hechas en La Clave del Misterio de la Vida, si es que acaso fueran
vulnerables a la falsificación. Sin embargo, estudios de alta resolución la
confirman. No sólo eso, la investigación sobre el ensamblaje preciso de los
flagelos está incentivando que se genere más investigación acerca del proceso de
ensamblaje de otras máquinas moleculares. Es una medida de la solidez de una
teoría científica el hecho de que los datos refuercen sus principios a través
del tiempo y motiven nuevas investigaciones. ¡La complejidad irreducible vive!
Traductor: Daniel Alonso - Estudia Licenciatura en Ciencias Biológicas en UNT, Argentina.
