Molekyylibiologian molekyylien ja prosessien keskeinen dogma

Hän Molekyylibiologian keskeinen dogma Se vahvistaa nykyaikaisten biologien yleisesti hyväksymät kriteerit elävien olentojen geneettisen tiedon virtauksesta, joka sisältää sekä molekyylit että prosessit.

Viime kädessä dogman painotus kuuluu biologisen tiedon virtauksen peruuttamattomuuteen. Kun se ilmenee peptidien muodossa, et voi palata. Eli geneettisen tiedon virtaus on peruuttamaton ja seuraa DNA -suuntaa → proteiineja, ei koskaan proteiineja → DNA.

Kuva molekyylibiologian keskeisestä dogmasta

Historia on kuitenkin osoittanut, että elävien olentojen ja virusten geneettisen tiedon virtaus on paljon monimutkaisempi kuin tämä.

Francis Crick ehdotti alkuperäistä "dogmaa" 50 -luvulla proteiinisynteesiprosessin ymmärtämiseksi.

[TOC]

Molekyylit ja prosessit

Viitatut informaatiobiologiset molekyylit.

Alkuperäisen dogman näkökulmasta kaikki DNA: ta tai kaikki RNA eivät kuitenkaan osallistu DNA -tietojen virtaukseen → proteiineja, koska se määrittelee sen. Kaikki peptidit kyllä.

- DNA, joka koodaa proteiineja ja muita biomolekyylejä

Dogman ensimmäinen postulaatti toteaa, että kaikki biologiset tiedot, jotka määrittelevät kaikkien elävien organismien ominaisuudet ja potentiaalit, on rekisteröity sen DNA: hon.

Tämä tieto sisältää tietysti geenit, joita he koodaavat proteiineille. Mutta DNA koodaa paitsi peptidit, myös muille RNA -biomolekyyleille omalla toiminnallaan.

Tämän ensimmäisen postulaatin tärkeä seuraus on, että DNA: han tallennetut tiedot kopioidaan identtisiin molekyyleihin. Tätä prosessia kutsutaan DNA -replikaatioksi (DNA → DNA), ja se suoritetaan DNA -polymeraaseilla.

Voi palvella sinua: SH2 -verkkotunnus

- RNA -transkriptit peptidiviestin kantajat ja muut biomolekyylit

Dogman toinen postulaatti osoittaa, että peptidiä koodaavan geenin transkriptoi RNA -polymeraasi (transkriptaasi) lähettilään RNA: lle (RNAN), ts. DNA → RNA, RNA. Mutta DNA koodaa myös muita funktionaalisia biomolekyylejä, jotka eivät ole peptidejä.

Nämä geenit ovat myös transkriptiota spesifisen polymeraasi -RNA: n avulla, jotta saadaan aikaan ARN: t omalla toiminnallaan.

Esimerkiksi ribosomit muodostavat sekä proteiinit että RNA -molekyylit. Ribosomaaliset RNA -molekyylit koodataan DNA: hon SO: n nostetuissa ribosomaalisissa geeneissä (DNA).

On olemassa valtava joukko ARN: itä, jotka suorittavat heidän tehtävänsä sellaisenaan, ilman tarvetta kääntää. Kaikki on koodattu DNA: han.

Näihin ARN: iin kuuluvat muun muassa siirto -ARN: t, joista kukin koodasi oma geeninsä, pienet ydin ARN: t, pienet nukleolaariset, mikrokiinnot jne.

- Peptidit käännetään heidän erityisistä mRNA: ista

Dogman kolmas postulaatio osoittaa, että RNM: t ovat ribosomien substraatti. Nämä muuntavat kodifioituneen viestin nukleotideina aminohapoihin koodattuksi biologisen translaatioprosessin, ts. RNA → peptidin kautta.

Näin yksinkertaisimmasta näkökulmasta peptidiä koodaavan geenin tiedonkulku varmennetaan päivittäin kaikissa elävissä olennoissa. Tämä dogma on kuitenkin muuttunut paljon sen alkuperäisestä lähestymistavastaan ​​Francis Crickiin 50 -luvulla voidakseen heijastaa monimutkaisempaa todellisuutta.

Hyvin tiivistelmä visio molekyylibiologian keskeisestä dogmasta. DNA: n translaatio → peptidi on saavutettu vain kokeellisesti bakteereissa, joilla on erityinen mutaatio, ja poikkeuksellisissa kokeellisissa olosuhteissa. Muodostettiin vain hyvin vähän peptidilinkkejä. Lähde: CentralDogma1970.SVG: KJOONEEDORVATION-TYÖ: Ortisa/CC BY-SA (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/2.5)

Dogma -poikkeukset

SO -nimetty "dogmapoikkeukset" ovat melko täydentäviä. Kun dogman sisällä tarkastellaan sitä, mitä tapahtuu virukseksi kutsumme biologisille kokonaisuuksille, panoraama muuttuu vähän.

Voi palvella sinua: Kulttuurilaitteiden valmistelu

On totta, että soluorganismeissa kaikki geneettiset tiedot koodataan kaksikaistan DNA -molekyylien muodossa, jotka kaksinkertaistuvat replikaatiolla (DNA → DNA). Mutta virusmaailmassa löydämme genomit paitsi DNA: n, myös RNA: n,.

Jotkut näistä ARN: stä tuottavat kopioita itsestään RNA -replikaatioprosessin kautta (ts. RNA → RNA). Prosessista vastaavia entsyymejä kutsutaan kopioiksi.

Toisaalta, vaikka on totta, että DNA -osat voidaan transkriboida RNA -molekyyleihin transkriptiolla (DNA → RNA), myös päinvastainen on mahdollista.

Toisin sanoen on RNA -molekyylejä, jotka voidaan (retro) transkriboida DNA: lle käänteisen transkriptioprosessin kautta (RNA → DNA). Tämä entsymaattinen aktiivisuus suorittaa käänteistranskriptaasilla.

Lopuksi, kuten me olimme jo maininnut, kaikki peptidien geenit eivät ole RNM.

Että nämä ovat "tärkeimpiä", koska ne aiheuttavat solun funktioiden toteuttajia. Että peptidit (ja homo- ja peptidiproteiinit) ovat tietoisesti erittäin monimutkaisia, se on myös totta. Mutta ilman muita ARN: ita, jotka eivät ole arnm, elämä ei olisi mahdollista.

Lisäksi on RNA -transkripteja, joilla on itselleen entsymaattinen aktiivisuus (ribzyymit tai ARN: t, joilla on katalyyttinen aktiivisuus). Tässä tapauksessa peptidin saavuttaminen ei ole lopullinen informaatiotavoite.

Yhteenveto dogman postulereista

Lyhyesti sanottuna, "rikastettu" dogma toteaa sen:

1. Elävien olentojen ja virusten geneettisen tiedon tallentavat molekyylit kykenevät tuottamaan kopioita itsestään homokaatalyyttisellä synteesillä (replikaatio)

Se voi palvella sinua: Flammasome: Aktivointi ja toiminnot

- DNA → DNA

- RNA → RNA

2. Nukleiinihappojen heterokatalyyttiset reaktiot (transkriptio) voivat tuottaa proteiinin lähettiläitä, rakenne- ja/tai funktionaalisia RNA -molekyylejä, ribotsyymejä tai jopa virusgenomeja kahdella eri reitillä:

(A) Transkriptio, RNA → ARNM, Arnsn, Arnsno, ARNR, Microarn, ARNS, Arnt, RNA, Ribzyymit jne.

(b) Käänteinen transkriptio, RNA → DNA, erityisesti virukset ja transposonit, aktiivisuuden kautta, joka tiukasti varmentaa soluympäristöissä. Toisin sanoen käänteistranskriptio on soluaktiivisuus- vaikka niitä käytetään siihen, esimerkiksi virusentsyymeihin.

3. Solu -MNA: t transloidaan spesifiseksi polypeptidiksi. Joillakin viruksilla on kuitenkin genomi, jolla on ARNM -rakenne, mikä tekee heistä oman lähettiläänsä. Toisin sanoen on virusgenomeja, jotka voidaan kääntää suoraan.

4. Kun biologiset tiedot on käännetty peptidiksi, käänteistä reittiä ei ole mahdollista seurata. Eli se ei ole mahdollista, ettei peptidi → peptidi eikä peptidi → RNA eikä peptidi → DNA.

Viitteet

1. Ahlquist p. 2002. RNA: sta riippuvat RNA-polymeraasit, virukset ja RNA-hiljaisuus. Tiede. 296 (5571): 1270-3.
2. Cobb m. 2017. 60 vuotta sitten Francis Crick muutti biologian logiikkaa. PLOS -biologia. 15 (9): E2003243.
3. Crick f. 1970. Molekyylibiologian keskeinen dogma. Luonto. 227 (5258): 561-3.
4. Griffiths, a. J -. F., Wessler, r., Carroll, S. B -., Doebley, j. (2015). Johdatus geenianalyysiin (11. ed.-A. New York: W. H. Freeman, New York, NY, USA.
5. Robinson VL. 2009. Keski -dogman uudelleenarviointi: Ei -koodaamattomat RNA: t ovat biologisia vapautuksia. Urologinen onkologia. 27 (3): 304-6.