Vključeni centralni dogmi molekulskih bioloških molekul in procesov

On osrednja dogma molekularne biologije Vzpostavlja merila, ki jih sodobni biologi splošno sprejemajo o pretoku genetskih informacij v živih bitjih, ki vključujejo tako molekule kot procese.

Navsezadnje poudarek dogme pade na nepovratnost pretoka bioloških informacij. Ko se manifestira v obliki peptidov, se ne morete vrniti. To pomeni, da je pretok genetskih informacij nepovraten in sledi smeri DNK → beljakovine, nikoli beljakovine → DNK.

Ilustracija osrednje dogme molekularne biologije

Zgodovina pa je pokazala, da je pretok genetskih informacij v živih bitjih in virusih veliko bolj zapleten kot to.

Originalno "dogmo" je v 50. letih predlagal Francis Crick v smislu razumevanja procesa sinteze beljakovin.

[TOC]

Vpletene molekule in procesi

Namenjene informativne biološke molekule.

Vendar z vidika izvirne dogme ne vse DNK ali vsa RNA sodeluje pri toku informacij o DNK → beljakovine, saj ga vzpostavlja. Vsi peptidi da.

- DNK, ki kodira za beljakovine in druge biomolekule

Prvi postulat dogme določa, da so vse biološke informacije, ki določajo značilnosti in potencial katerega koli živega organizma, registrirane v njegovem DNK.

Te informacije očitno vključujejo gene, ki jih kodirajo za beljakovine. Toda DNK kodira ne le za peptide, ampak tudi za druge biomolekule RNA z lastno funkcijo.

Pomemben posledica tega prvega postulata je, da so informacije, shranjene v DNK, kopirane v enakih molekulah. Ta postopek se imenuje replikacija DNK (DNK → DNK) in se izvajajo s polimerazami DNK.

Vam lahko služi: domena sh2

- RNA prepisi nosilcev peptidnega sporočila in drugih biomolekul

Drugi postulat dogme določa, da gen, ki kodira peptid. Toda DNK kodira tudi za druge funkcionalne biomolekule, ki niso peptidi.

Ti geni so podvrženi tudi transkripciji s specifično polimerazno RNA, da bi ARN povzročili s svojo funkcijo.

Ribosome, na primer, sestavljajo tako beljakovine kot molekule RNA. Ribosomske molekule RNA so kodirane v DNK v tako imenovanih ribosomalnih genih (DNK).

Obstaja ogromna paleta ARN -. Vsi so kodirani v DNK.

Ti ARN med drugim vključujejo transferne ARN, ki jih kodificirajo svoj gen, majhne jedrske ARN, majhne nukleolarne, mikroarne itd.

- Peptidi so prevedeni iz njihovih specifičnih mRNA

Tretji postulat dogme določa, da so RNM substrat ribosomov. Ti pretvorijo kodificirano sporočilo v nukleotidih v eno, kodirano v aminokislinah, s postopkom biološkega prevajanja, to je RNA → peptid.

Tako je z najpreprostejšega vidika informacijski tok gena, ki kodira za peptid. Vendar se je ta dogma od svojega prvotnega pristopa do Francisca Cricka v 50. letih zelo spremenila, da bi lahko odražala bolj zapleteno resničnost.

Zelo povzeta vizija osrednje dogme molekularne biologije. Prevod DNK → peptid je bil eksperimentalno v bakterijah dosežen le z zelo posebno mutacijo in v izjemnih eksperimentalnih pogojih. Oblikovanih je bilo le zelo malo peptidnih povezav. Vir: CentralDogma1970.SVG: Kjooneedorivativno delo: Ortisa/CC BY-SA (https: // createCommons.Org/licence/by-sa/2.5)

Dogma izjeme

Tako imenovane "dogma izjeme" so raje dopolnjene. Ko v dogmi upoštevamo, kaj se zgodi z biološkimi entitetami, ki jim pravimo virus, se panorama nekoliko spremeni.

Vam lahko služi: priprava kulturnih medijev

Res je, da so v celičnih organizmih vse genetske informacije kodirane v obliki dvojnih molekul DNK, ki se podvojijo z replikacijo (DNK → DNK). Toda v svetu virusov najdemo genome ne samo DNK, ampak tudi RNA.

Nekateri od teh ARN proizvajajo kopije sebe s postopkom razmnoževanja RNA (to je RNA → RNA). Encimi, zadolženi za ta postopek, se imenujejo replike.

Po drugi strani, čeprav je res, da se lahko dele DNK prepišejo v molekule RNA s transkripcijo (DNK → RNA), je možno tudi nasprotno.

To pomeni, da obstajajo molekule RNA, ki jih je mogoče (retro) prepisati na DNK s postopkom inverzne transkripcije (RNA → DNK). To encimsko aktivnost izvaja povratna transkriptaza.

Končno, kot smo že omenili, vsi geni ne kodirajo za peptide in niso vse RNK RNM.

Da so ti najbolj "pomembni", ker povzročajo izvršitelji funkcij v celici. Da so peptidi (in homo-in peptidni proteini) informacijsko zelo zapleteni, tudi res je. Toda brez drugih ARN -jev, ki niso ARNM, življenje ne bi bilo mogoče.

Poleg tega obstajajo prepisi RNA, ki imajo encimsko aktivnost zase (ribzimi ali ARN s katalitično aktivnostjo). V tem primeru torej doseganje peptida ni končni informativni cilj.

Povzetek dogma postulatov

Skratka, "obogatena" dogma ugotovi, da:

1. Molekule, ki hranijo genetske informacije o živih bitjih in virusih, lahko ustvarijo kopije sebe s homokatalitično sintezo (podvajanje)

Lahko vam služi: flammasome: aktivacija in funkcije

- DNK → DNK

- RNA → RNA

2. Heterokatalitične reakcije (transkripcija) nukleinskih kislin lahko ustvarijo beljakovinske glasnike, strukturne in/ali funkcionalne molekule RNA, ribozime ali celo virusnih genomov z dvema različnima potma:

(a) Transkripcija, RNA → ARNM, ARNSN, ARNSNo, ARNR, Microarn, ARNS, ARNT, RNA, ribcime itd.

(b) Inverzna transkripcija, RNA → DNK, zlasti viruse in transpozone, z aktivnostjo, ki strogo preveri v celičnem okolju. To pomeni, da je povratna transkripcija celična aktivnost- čeprav se zanjo uporabljajo, na primer virusni encimi.

3. Celične MNA so prevedene v specifični polipeptid. Nekateri virusi pa imajo genom z ARNM strukturo, zaradi česar je svoj glasnik. To pomeni, da obstajajo virusni genomi, ki jih je mogoče neposredno prevesti.

4. Ko biološke informacije prevedejo v peptid, ni mogoče slediti obratni poti. To pomeni, da ni mogoče niti peptid → peptid, niti peptid → RNA, niti peptid → DNK.

Reference

1. Ahlquist p. 2002. RNA odvisne RNA polimeraze, virusi in tišina RNA. Znanost. 296 (5571): 1270-3.
2. Cobb m. 2017. Pred 60 leti je Francis Crick spremenil logiko biologije. PLOS biologija. 15 (9): E2003243.
3. Krick f. 1970. Osrednja dogma molekularne biologije. Narava. 227 (5258): 561-3.
4. Griffiths, a. J. F., Wessler, r., Carroll, s. B., Doebley, j. (2015). Uvod v genetsko analizo (11. izd.). New York: W. H. Freeman, New York, NY, ZDA.
5. Robinson VL. 2009. Preoblikovanje osrednje dogme: Nekodirajoče RNA so biološko sproščanje. Urološka onkologija. 27 (3): 304–6.