Dogma pusat molekul dan proses biologi molekul yang terlibat

Dia Dogma pusat biologi molekul Ia menetapkan kriteria, yang diterima secara umum oleh ahli biologi moden, mengenai aliran maklumat genetik dalam makhluk hidup, yang melibatkan kedua -dua molekul dan proses.

Akhirnya, penekanan dogma jatuh ke atas ketidakpatuhan aliran maklumat biologi. Sebaik sahaja ia ditunjukkan dalam bentuk peptida, anda tidak boleh kembali. Iaitu, aliran maklumat genetik tidak dapat dipulihkan dan mengikuti arah DNA → protein, tidak pernah protein → DNA.

Ilustrasi dogma pusat biologi molekul

Walau bagaimanapun, sejarah telah menunjukkan bahawa aliran maklumat genetik dalam makhluk hidup, dan virus, jauh lebih kompleks daripada ini.

"Dogma" yang asal dicadangkan oleh Francis Crick pada tahun 50 -an, dari segi memahami proses sintesis protein.

[TOC]

Molekul dan proses yang terlibat

Molekul biologi maklumat yang dirujuk.

Walau bagaimanapun, dari sudut pandangan dogma asal, tidak semua DNA atau semua RNA mengambil bahagian dalam aliran maklumat DNA → protein, kerana ia menetapkannya. Semua peptida ya.

- DNA yang mengkodekan protein dan biomolekul lain

Postulat pertama dogma menetapkan bahawa semua maklumat biologi yang menentukan ciri -ciri dan potensi mana -mana organisma hidup didaftarkan dalam DNAnya.

Maklumat ini jelas termasuk gen yang mereka encodkan untuk protein. Tetapi DNA menyandi bukan sahaja untuk peptida, tetapi juga untuk biomolekul RNA yang lain dengan fungsinya sendiri.

Corollary penting dari postulat pertama ini adalah bahawa maklumat yang disimpan dalam DNA disalin dalam molekul yang sama. Proses ini dipanggil replikasi DNA (DNA → DNA), dan dijalankan oleh polimerase DNA.

Boleh melayani anda: domain sh2

- Transkrip RNA Pembawa mesej peptida, dan biomolekul lain

Postulat kedua dogma menetapkan bahawa gen yang dikodkan untuk peptida ditranskripsikan oleh polimerase RNA (transkrip) kepada RNA messenger (RNAM), iaitu DNA → RNA. Tetapi DNA juga mengkodekan untuk biomolekul berfungsi lain yang bukan peptida.

Gen ini juga tertakluk kepada transkripsi oleh RNA polimerase tertentu untuk menimbulkan ARN dengan fungsi mereka sendiri.

Ribosom, misalnya, dibentuk oleh kedua -dua protein dan molekul RNA. Molekul RNA ribosom yang dikodkan dalam DNA dalam gen ribosom yang dibentuk (DNA).

Terdapat pelbagai Arns yang memenuhi fungsi mereka kerana mereka, tanpa perlu diterjemahkan. Semua dikodkan dalam DNA.

ARN ini termasuk, antara lain, ARNs pemindahan, masing -masing dikodkan oleh gen mereka sendiri, ARN nuklear kecil, nukleolar kecil, mikroarns, dan lain -lain.

- Peptida diterjemahkan dari mRNA khusus mereka

Postulat ketiga dogma menegaskan bahawa RNM adalah substrat ribosom. Ini menukar mesej yang dikodkan dalam nukleotida menjadi satu yang dikodkan dalam asid amino melalui proses terjemahan biologi, iaitu, RNA → peptida.

Ini adalah bagaimana, dari perspektif yang paling mudah, aliran maklumat gen yang dikodkan untuk peptida disahkan setiap hari dalam semua makhluk hidup. Walau bagaimanapun, dogma ini telah banyak berubah sejak pendekatan asalnya kepada Francis Crick pada tahun 50 -an untuk dapat mencerminkan realiti yang lebih kompleks.

Visi yang sangat diringkaskan mengenai dogma pusat biologi molekul. Terjemahan DNA → peptida, hanya dicapai secara eksperimen dalam bakteria dengan mutasi yang sangat khusus, dan di bawah keadaan eksperimen yang luar biasa. Hanya sedikit pautan peptida yang dibentuk. Sumber: CentralDogma1970.SVG: KJOONEEDORIVATIVATIVATIVATIVATIVATIVATIVATIVATIVIT.Org/lesen/by-sa/2.5)

Pengecualian dogma

"Pengecualian dogma" yang dipanggil itu agak melengkapi. Apabila seseorang menganggap dalam dogma apa yang berlaku dengan entiti biologi yang kita panggil virus, panorama berubah sedikit.

Boleh melayani anda: penyediaan media kultur

Memang benar bahawa dalam organisma sel semua maklumat genetik dikodkan dalam bentuk molekul DNA dua kali ganda, yang dua kali ganda oleh replikasi (DNA → DNA). Tetapi di dunia virus kita dapati genom bukan sahaja DNA, tetapi juga RNA.

Sebahagian daripada ARN ini menghasilkan salinan diri mereka melalui proses replikasi RNA (iaitu, RNA → RNA). Enzim yang bertanggungjawab terhadap proses ini dipanggil replika.

Sebaliknya, walaupun benar bahawa bahagian DNA dapat disalin dalam molekul RNA oleh transkripsi (DNA → RNA), sebaliknya juga mungkin.

Iaitu, terdapat molekul RNA yang boleh (retro) disalin ke DNA melalui proses transkripsi songsang (RNA → DNA). Aktiviti enzimatik ini dijalankan oleh transkripase terbalik.

Akhirnya, seperti yang telah kita sebutkan, tidak semua gen mengekodkan peptida, dan tidak semua RNA adalah RNM.

Bahawa ini adalah yang paling "penting" kerana mereka menimbulkan fungsi pelaksana dalam sel adalah benar. Bahawa peptida (dan protein homo-dan peptida) adalah maklumat yang sangat kompleks, ia juga benar. Tetapi tanpa ARN lain yang bukan ARNM, kehidupan tidak mungkin.

Di samping itu, terdapat transkrip RNA yang mempunyai aktiviti enzimatik untuk diri mereka sendiri (Ribzim, atau ARN dengan aktiviti pemangkin). Dalam kes ini, maka mencapai peptida bukanlah objektif maklumat utama.

Ringkasan Dogma Postulates

Pendek kata, dogma "diperkaya" menetapkan bahawa:

1. Molekul yang menyimpan maklumat genetik makhluk hidup dan virus mampu menghasilkan salinan diri mereka dengan sintesis homokatalitik (replikasi)

Ia boleh melayani anda: Flammasome: Pengaktifan dan Fungsi

- DNA → DNA

- RNA → RNA

2. Reaksi heterokatalik (transkripsi) asid nukleik dapat menghasilkan utusan protein, molekul RNA struktur dan/atau berfungsi, ribozim, atau bahkan genom virus oleh dua jalur yang berbeza:

(a) Transkripsi, RNA → Arnm, Arnsn, Arnsno, Arnr, Microarn, Arns, Arnt, RNA, Ribzim, dll.

(b) Transkripsi songsang, RNA → DNA, terutamanya virus dan transposon, melalui aktiviti yang mengesahkan dengan ketat dalam persekitaran selular. Iaitu, transkripsi terbalik adalah aktiviti selular- walaupun ia digunakan untuknya, sebagai contoh, enzim virus.

3. MNA selular diterjemahkan ke dalam polipeptida tertentu. Sesetengah virus, bagaimanapun, mempunyai genom dengan struktur ARNM, yang menjadikan mereka utusan mereka sendiri. Iaitu, terdapat genom virus yang boleh diterjemahkan secara langsung.

4. Sebaik sahaja maklumat biologi diterjemahkan ke dalam peptida, tidak mungkin untuk mengikuti laluan terbalik. Iaitu, tidak mungkin peptida → peptida, atau peptida → RNA, atau peptida → DNA.

Rujukan

1. Ahlquist p. 2002. Polimerase RNA yang bergantung kepada RNA, virus, dan keheningan RNA. Sains. 296 (5571): 1270-3.
2. Cobb m. 2017. 60 tahun yang lalu, Francis Crick mengubah logik biologi. Biologi PLOS. 15 (9): E2003243.
3. Crick f. 1970. Dogma pusat biologi molekul. Alam. 227 (5258): 561-3.
4. Griffiths, a. J. F., Wessler, r., Carroll, s. B., Doebley, j. (2015). Pengenalan kepada Analisis Genetik (ed ke -11.). New York: W. H. Freeman, New York, NY, Amerika Syarikat.
5. Robinson VL. 2009. Memikirkan semula Dogma Tengah: RNA Noncoding adalah pelepasan biologi. Onkologi urologi. 27 (3): 304-6.