Sentral dogme av molekylærbiologimolekyler og involverte prosesser

Han Sentral dogme av molekylærbiologi Den etablerer kriteriene, generelt akseptert av moderne biologer, om strømmen av genetisk informasjon i levende vesener, som involverer både molekyler og prosesser.

Til syvende og sist faller vektleggingen av dogme på irreversibiliteten til flyten av biologisk informasjon. Når det er manifestert seg i form av peptider, kan du ikke komme tilbake. Det vil si at strømmen av genetisk informasjon er irreversibel og følger DNA -retningen → proteiner, aldri proteiner → DNA.

Illustrasjon av den sentrale dogmen for molekylærbiologi

Historien har imidlertid vist at flyten av genetisk informasjon i levende vesener og virus er mye mer kompleks enn dette.

Den opprinnelige "dogmen" ble foreslått av Francis Crick på 50 -tallet, med tanke på å forstå proteinsynteseprosessen.

[TOC]

Molekyler og prosesser involvert

Informasjonsbiologiske molekyler referert.

Imidlertid, fra synspunktet til den opprinnelige dogmen, deltar ikke alt DNA eller alt RNA i strømmen av DNA -informasjon → proteiner, ettersom den etablerer den. Alle peptider ja.

- DNA som koder for proteiner og andre biomolekyler

Det første postulatet av dogmen slår fast at all den biologiske informasjonen som spesifiserer egenskapene og potensialet til enhver levende organisme er registrert i sitt DNA.

Denne informasjonen inkluderer åpenbart genene de koder for proteiner. Men DNA koder ikke bare for peptider, men også for andre RNA -biomolekyler med sin egen funksjon.

En viktig følge av dette første postulatet er at informasjonen som er lagret i DNA er kopiert i identiske molekyler. Denne prosessen kalles DNA -replikasjon (DNA → DNA), og utføres av DNA -polymeraser.

Kan tjene deg: SH2 -domene

- RNA -transkripsjonsbærere av en peptidmelding og andre biomolekyler

Det andre postulatet av dogmen slår fast at et gen som koder for et peptid blir transkribert av en RNA -polymerase (transkriptase) til et messenger -RNA (RNAM), det vil si DNA → RNA. Men DNA koder også for andre funksjonelle biomolekyler som ikke er peptider.

Disse genene er også utsatt for transkripsjon av spesifikk polymerase RNA for å gi opphav til ARN -er med sin egen funksjon.

Ribosomer er for eksempel konstituert av både proteiner og RNA -molekyler. Ribosomale RNA -molekyler er kodet i DNA i de så -kallede ribosomale genene (DNA).

Det er et stort utvalg av ARN -er som oppfyller deres funksjon som de er, uten å måtte oversettes. Alle er kodet i DNA.

Disse ARN -ene inkluderer blant annet overførings -ARN -ene, som hver kodifiseres av sitt eget gen, de små kjernefysiske ARN -ene, de små nukleolare, mikroarnene, etc.

- Peptider er oversatt fra deres spesifikke mRNA

Det tredje postulatet av dogme slår fast at RNM er underlag av ribosomer. Disse konverterer en kodifisert melding i nukleotider til en kodet i aminosyrer gjennom den biologiske translasjonsprosessen, det vil si RNA → peptid.

Slik, fra det enkleste perspektivet, blir informasjonsstrømmen til et gen som koder for et peptid verifisert daglig i alle levende vesener. Imidlertid har denne dogmen endret seg mye siden den opprinnelige tilnærmingen til Francis Crick på 50 -tallet for å kunne gjenspeile en mer sammensatt virkelighet.

Veldig oppsummert visjon om den sentrale dogmen for molekylærbiologi. DNA -oversettelse → peptid, er bare oppnådd eksperimentelt i bakterier med en veldig spesiell mutasjon, og under eksepsjonelle eksperimentelle forhold. Bare svært få peptidkoblinger ble dannet. Kilde: CentralDogma1970.SVG: Kjooneedorivativt arbeid: Ortisa/CC By-SA (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/2.5)

Dogma unntak

De så -kallede "dogma unntakene" er ganske komplement. Når man vurderer i dogmen som skjer med de biologiske enhetene som vi kaller virus, endres panoramaet litt.

Kan tjene deg: Utarbeidelse av kulturmedier

Det er sant at i celleorganismer er all genetisk informasjon kodet i form av dobbeltbånd DNA -molekyler, som er doblet av replikasjon (DNA → DNA). Men i verden av virus finner vi genomer ikke bare DNA, men også RNA.

Noen av disse ARN -ene produserer kopier av seg selv gjennom en RNA -replikasjonsprosess (det vil si RNA → RNA). Enzymene som har ansvaret for denne prosessen kalles kopier.

På den annen side, selv om det er sant at DNA -porsjoner kan transkriberes i RNA -molekyler ved transkripsjon (DNA → RNA), er det motsatte også mulig.

Det vil si at det er RNA -molekyler som kan bli transkribert til DNA gjennom en omvendt transkripsjonsprosess (RNA → DNA). Denne enzymatiske aktiviteten utføres av en omvendt transkriptase.

Til slutt, som vi allerede hadde nevnt, koder ikke alle gener for peptider, og ikke alle RNA er RNM.

At disse er de mest "viktige" fordi de gir opphav til utførere av funksjoner i en celle er sant. At peptider (og homo- og peptidproteiner) er informasjonelt veldig kompliserte, er det også sant. Men uten de andre arnene som ikke er arnm, ville livet ikke være mulig.

I tillegg er det RNA -transkripsjoner som har enzymatisk aktivitet for seg selv (ribzymer, eller ARN -er med katalytisk aktivitet). I dette tilfellet er det ikke det ultimate informasjonsmålet i dette tilfellet.

Sammendrag av Dogma postulater

Kort sagt, den "berikede" dogmen fastslår det:

1. Molekylene som lagrer den genetiske informasjonen om levende vesener og virus er i stand til å generere kopier av seg selv ved homokatalytisk syntese (replikasjon)

Det kan tjene deg: Flammasom: Aktivering og funksjoner

- DNA → DNA

- RNA → RNA

2. De heterokatalytiske reaksjonene (transkripsjon) av nukleinsyrer kan generere proteinbudbringere, strukturelle og/eller funksjonelle RNA -molekyler, ribozymer eller til og med virale genomer etter to forskjellige veier:

(A) Transkripsjon, RNA → ArnM, ArnSN, ArnSNO, Arnr, Microarn, Arns, Arnt, RNA, Ribzymer, etc.

(b) Inverse transkripsjon, RNA → DNA, spesielt virus og transposoner, gjennom en aktivitet som strengt verifiserer i cellulære miljøer. Det vil si at omvendt transkripsjon er en cellulær aktivitet- selv om de brukes til det, for eksempel virale enzymer.

3. Cellulære MNA er oversatt til et spesifikt polypeptid. Noen virus har imidlertid et genom med ARNM -struktur, noe som gjør dem til sin egen sendebud. Det vil si at det er virale genomer som kan oversettes direkte.

4. Når den biologiske informasjonen er oversatt til et peptid, er det ikke mulig å følge den omvendte banen. Det vil si at det ikke er mulig verken peptid → peptid eller peptid → RNA, eller peptid → DNA.

Referanser

1. Ahlquist p. 2002. RNA-avhengige RNA-polymeraser, virus og RNA-stillhet. Vitenskap. 296 (5571): 1270-3.
2. Cobb m. 2017. For 60 år siden endret Francis Crick logikken i biologi. PLoS Biologi. 15 (9): E2003243.
3. Crick f. 1970. Sentral dogme av molekylærbiologi. Natur. 227 (5258): 561-3.
4. Griffiths, a. J. F., Wessler, r., Carroll, s. B., Doebley, j. (2015). En introduksjon til genetisk analyse (11. utg.). New York: W. H. Freeman, New York, NY, USA.
5. Robinson VL. 2009. Rethinking the Central Dogma: Ikke -kodende RNA er biologisk frigjøring. Urologisk onkologi. 27 (3): 304-6.