Topología de circuito - Circuit topology
La topología de circuito de un polímero lineal plegado se refiere a la disposición de sus contactos intramoleculares. Ejemplos de polímeros lineales con contactos intramoleculares son ácidos nucleicos y proteínas . Las proteínas se pliegan mediante la formación de contactos de diversa naturaleza, incluidos enlaces de hidrógeno, enlaces disulfuro e interacciones beta-beta. Los contactos en el genoma se establecen a través de puentes de proteínas que incluyen CTCF y cohesinas y se miden mediante tecnologías que incluyen Hi-C. La topología de circuitos categoriza la disposición topológica de estos contactos físicos, que se denominan contactos duros. Además, las cadenas se pueden plegar mediante anudados (o formación de contactos blandos). La topología de circuitos utiliza un lenguaje similar para clasificar los contactos tanto blandos como duros, y proporciona una descripción completa de una cadena lineal plegada.
Un ejemplo simple de cadena plegada es una cadena con dos contactos duros. Para una cadena con dos contactos binarios, hay tres disposiciones disponibles: paralelo, serie y cruzado. Para una cadena con n contactos, la topología se puede describir mediante una matriz de n por n en la que cada elemento ilustra la relación entre un par de contactos y puede tomar uno de los tres estados, P, S y X. Los contactos multivalentes también pueden ser categorizados en su totalidad o por descomposición en varios contactos binarios. De manera similar, la topología del circuito permite la clasificación de las disposiciones por pares de cruces de cadenas y enredos, proporcionando así una descripción 3D completa de las cadenas plegadas.
La topología de circuitos tiene implicaciones para la cinética de plegamiento y la evolución molecular y se ha aplicado a la ingeniería de polímeros, incluido el origami de proteínas. La topología del circuito junto con el orden y el tamaño de los contactos son determinantes de la velocidad de plegado de los polímeros lineales. La topología del proteoma celular y del ARN natural refleja las limitaciones evolutivas de las estructuras biomoleculares. El paisaje de topología de las biomoléculas se puede caracterizar y la evolución de las moléculas se puede estudiar como vías de transición dentro del paisaje.
Otras lecturas
- B. Scalvini et al., Principios topológicos del plegamiento de proteínas. PCCP (2021). Enlace
- A. Golovnev en el., Topología de circuito generalizada de cadenas lineales plegadas. iScience (2020). Enlace
- M. Heidari et al., Análisis de topología de circuitos de reacciones de plegamiento de polímeros. Enlace de ACS Central Science (2020)