Centrálna dogma molekúl molekulárnej biológie a procesov

On centrálna dogma molekulárnej biológie Stanovuje kritériá, ktoré všeobecne akceptujú moderní biológovia, o toku genetických informácií u živých bytostí, ktoré zahŕňajú molekuly aj procesy.

Nakoniec dôraz dogmy spadá na nezvratnosť toku biologických informácií. Akonáhle sa prejaví vo forme peptidov, nemôžete sa vrátiť. To znamená, že tok genetických informácií je nezvratný a sleduje smer DNA → proteíny, nikdy proteíny → DNA.

Ilustrácia centrálnej dogmy molekulárnej biológie

História však preukázala, že tok genetických informácií u živých bytostí a vírusov je oveľa zložitejší ako tento.

Pôvodný „dogma“ navrhol Francis Crick v 50. rokoch, pokiaľ ide o pochopenie procesu syntézy proteínov.

[TOC]

Molekuly a procesy

Uvedené informačné biologické molekuly.

Avšak z hľadiska pôvodnej dogmy sa nie všetky DNA alebo všetky RNA podieľajú na toku informácií o DNA → proteínov, pretože ich stanovuje. Všetky peptidy áno.

- DNA, ktorá kóduje proteíny a iné biomolekuly

Prvý postulát dogmy ustanovuje, že všetky biologické informácie, ktoré špecifikujú charakteristiky a potenciál akéhokoľvek živého organizmu, sú zaregistrované vo svojej DNA.

Táto informácia samozrejme obsahuje gény, ktoré kódujú pre proteíny. Ale DNA kóduje nielen pre peptidy, ale aj pre iné RNA biomolekuly s vlastnou funkciou.

Dôležitým dôsledkom tohto prvého postulátu je, že informácie uložené v DNA sa skopírujú v rovnakých molekulách. Tento proces sa nazýva replikácia DNA (DNA → DNA) a vykonáva sa pomocou DNA polymerázami.

Môže vám slúžiť: SH2 doména

- RNA prepisy nosičov peptidovej správy a ďalších biomolekulov

Druhý postulát dogmy ustanovuje, že gén, ktorý kóduje peptid, je transkribovaný RNA polymerázou (transkriptáza) na messenger RNA (RNAM), to znamená DNA → RNA. Ale DNA tiež kóduje ďalšie funkčné biomolekuly, ktoré nie sú peptidmi.

Tieto gény sú tiež vystavené transkripcii špecifickou polymerázovou RNA, ktorá vedie k ARNS s vlastnou funkciou.

Napríklad ribozómy sú vytvorené proteínmi a molekulami RNA. Ribozomálne molekuly RNA sú kódované v DNA v tzv. Ribozomálnych génoch (DNA).

Existuje obrovská škála ARN, ktoré plnia svoju funkciu tak, ako sú, bez toho, aby bolo potrebné preložiť. Všetky sú kódované v DNA.

Tieto ARN zahŕňajú okrem iného aj prenosové ARN, z ktorých každý kodifikoval ich vlastný gén, malé jadrové ARN, malé nukleárne, mikroarmy atď.

- Peptidy sú preložené z ich špecifických mRNA

Tretí postulát dogmy ustanovuje, že RNM sú substrát ribozómov. Tieto prevedú kodifikovanú správu v nukleotidoch na jeden kódovaný v aminokyselinách prostredníctvom procesu biologického translácie, tj RNA → peptid.

Takto sa z najjednoduchšieho hľadiska overuje informačný tok génu, ktorý kóduje peptid, každý deň vo všetkých živých bytostiach overovaný vo všetkých živých bytostiach. Táto dogma sa však od svojho pôvodného prístupu k Francisovi Crickovi v 50. rokoch veľa zmenila, aby mohla odrážať zložitejšiu realitu.

Veľmi zhrnuté videnie centrálnej dogmy molekulárnej biológie. Translácia DNA → Peptid, sa dosiahol experimentálne iba v baktériách s veľmi konkrétnou mutáciou a za výnimočných experimentálnych podmienok. Vytvorilo sa iba veľmi málo peptidových odkazov. Zdroj: CentralDogma1970.SVG: KJOONEEDORIVATÍVNE PRÁCE: ORTISA/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/2.5)

Výnimka dogmy

Takenzované „výnimky dogmy“ sú dosť doplnkami. Keď niekto zvažuje v dogme, čo sa stane s biologickými entitami, ktoré nazývame vírus, panorama sa trochu zmení.

Môže vám slúžiť: Príprava kultúrnych médií

Je pravda, že v bunkových organizmoch sú všetky genetické informácie kódované vo forme dvojitých molekúl DNA, ktoré sa zdvojnásobujú replikáciou (DNA → DNA). Ale vo svete vírusov nachádzame genómy nielen DNA, ale aj RNA.

Niektoré z týchto ARN produkujú kópie seba prostredníctvom procesu replikácie RNA (tj RNA → RNA). Enzýmy zodpovedné za tento proces sa nazývajú repliky.

Na druhej strane, hoci je pravda, že časti DNA sa dajú transkribovať v molekulách RNA transkripciou (DNA → RNA), je tiež možné opak.

To znamená, že existujú molekuly RNA, ktoré môžu byť (retro) transkribované do DNA prostredníctvom inverzného transkripčného procesu (RNA → DNA). Táto enzymatická aktivita sa vykonáva reverznou transkriptázou.

Nakoniec, ako sme už spomenuli, nie všetky gény kódované pre peptidy, a nie všetky RNA sú RNM.

To, že sú to najdôležitejšie „najdôležitejšie“, pretože vedú k exekútorom funkcií v bunke, je pravda. Že peptidy (a homo-a peptidové proteíny) sú informačne veľmi zložité, je to tiež pravda. Ale bez ostatných ARN, ktoré nie sú ARNM, by život nebol možný.

Okrem toho existujú transkripty RNA, ktoré majú enzymatickú aktivitu pre seba (ribzýmy alebo ARN s katalytickou aktivitou). V tomto prípade teda dosiahnutie peptidu nie je konečným informačným cieľom.

Zhrnutie postulátov dogmy

Stručne povedané, „obohatený“ dogma ustanovuje, že:

1. Molekuly, ktoré ukladajú genetické informácie o živých bytostiach a vírusoch, sú schopné generovať kópie seba pomocou homokatalytickej syntézy (replikácia)

Môže vám slúžiť: Flammasome: aktivácia a funkcie

- DNA → DNA

- RNA → RNA

2. Heterookatalytické reakcie (transkripcia) nukleových kyselín môžu generovať proteínových poslov, štrukturálne a/alebo funkčné molekuly RNA, ribozýmy alebo dokonca vírusové genómy dvoma rôznymi dráhami:

(A) transkripcia, RNA → ARNM, ARNSN, Arnsno, ARNR, Microarn, ARNS, ARNT, RNA, Ribzýmy atď.

(B) Inverzná transkripcia, RNA → DNA, najmä vírusy a transpozóny, prostredníctvom aktivity, ktorá prísne overuje v bunkových prostrediach. To znamená, že reverzná transkripcia je bunková aktivita- hoci sa na ňu používajú, napríklad vírusové enzýmy.

3. Bunkové MNA sa prekladajú do špecifického polypeptidu. Niektoré vírusy však majú genóm so štruktúrou ARNM, čo z nich robí svoj vlastný posol. To znamená, že existujú vírusové genómy, ktoré sa dajú priamo preložiť.

4. Akonáhle sa biologické informácie prekladajú do peptidu, nie je možné sledovať opačnú cestu. To znamená, že nie je možné ani peptid → peptid, ani peptid → RNA ani peptid → DNA.

Odkazy

1. Ahlquist p. 2002. RNA-závislá RNA polymeráza, vírusy a ticho RNA. Veda. 296 (5571): 1270-3.
2. Cobb m. 2017. Pred 60 rokmi Francis Crick zmenil logiku biológie. PLOS Biology. 15 (9): E2003243.
3. Krik. 1970. Centrálna dogma molekulárnej biológie. Povaha. 227 (5258): 561-3.
4. Griffiths, a. J. F., Wessler, r., Carroll, s. B., Doebley, J. (2015). Úvod do genetickej analýzy (11. vydanie.). New York: W. H. Freeman, New York, NY, USA.
5. Robinson VL. 2009. Prehodnotenie centrálnej dogmy: Nekódujúce RNA sú biologické uvoľňovanie. Urologická onkológia. 27 (3): 304-6.