Centraal dogma van moleculaire biologiemoleculen en processen

Hij centraal dogma van moleculaire biologie Het stelt de criteria vast, algemeen aanvaard door moderne biologen, over de stroom van genetische informatie in levende wezens, waarbij zowel moleculen als processen betrokken zijn.

Uiteindelijk valt de nadruk van dogma op de onomkeerbaarheid van de stroom van biologische informatie. Zodra het zich manifesteert in de vorm van peptiden, kun je niet terugkeren. Dat wil zeggen, de stroom van genetische informatie is onomkeerbaar en volgt de DNA -richting → eiwitten, nooit eiwitten → DNA.

Illustratie van het centrale dogma van de moleculaire biologie

De geschiedenis heeft echter aangetoond dat de stroom van genetische informatie in levende wezens en virussen veel complexer is dan dit.

Het oorspronkelijke "dogma" werd voorgesteld door Francis Crick in de jaren 50, in termen van het begrijpen van het eiwitsyntheseproces.

[TOC]

Betrokken moleculen en processen

De verwezen informatieve biologische moleculen.

Vanuit het oogpunt van het oorspronkelijke dogma, neemt niet al het DNA of alle RNA echter deel aan de stroom van DNA -informatie → eiwitten, zoals het vaststelt. Alle peptiden ja.

- DNA dat codeert voor eiwitten en andere biomoleculen

Het eerste postulaat van het dogma stelt vast dat alle biologische informatie die de kenmerken en het potentieel van een levend organisme aangeeft, is geregistreerd in zijn DNA.

Deze informatie bevat uiteraard de genen die ze coderen voor eiwitten. Maar DNA codeert niet alleen voor peptiden, maar ook voor andere RNA -biomoleculen met een eigen functie.

Een belangrijk gevolg van dit eerste postulaat is dat de in het DNA opgeslagen informatie wordt gekopieerd in identieke moleculen. Dit proces wordt DNA -replicatie genoemd (DNA → DNA) en wordt uitgevoerd door DNA -polymerasen.

Kan u van dienst zijn: SH2 -domein

- RNA -transcripties dragers van een peptideboodschap en andere biomoleculen

Het tweede postulaat van het dogma stelt vast dat een gen dat codeert voor een peptide wordt getranscribeerd door een RNA -polymerase (transcriptase) naar een messenger -RNA (RNAM), dat wil zeggen DNA → RNA. Maar het DNA codeert ook voor andere functionele biomoleculen die geen peptiden zijn.

Deze genen zijn ook onderhevig aan transcriptie door specifiek polymerase -RNA om ARN's te geven met hun eigen functie.

Ribosomen worden bijvoorbeeld gevormd door zowel eiwitten als RNA -moleculen. Ribosomale RNA -moleculen zijn gecodeerd in DNA in de zo -gekalde ribosomale genen (DNA).

Er is een enorm scala aan ARN's die hun functie vervullen zoals ze zijn, zonder dat ze moeten worden vertaald. Allen zijn gecodeerd in DNA.

Deze ARN's omvatten onder andere de overdracht ARN's, elk gecodificeerd door hun eigen gen, de kleine nucleaire arns, de kleine nucleolaire, de microarns, enz.

- Peptiden worden vertaald uit hun specifieke mRNA's

Het derde postulaat van dogma stelt vast dat RNM's substraat van ribosomen zijn. Deze zetten een gecodificeerd bericht in nucleotiden om in één gecodeerde in aminozuren via het biologische translatieproces, dat wil zeggen RNA → peptide.

Dit is hoe, vanuit het eenvoudigste perspectief, de informatiestroom van een gen dat voor een peptide codeert, dagelijks wordt geverifieerd in alle levende wezens. Dit dogma is echter veel veranderd sinds de oorspronkelijke benadering van Francis Crick in de jaren 50 om een ​​meer complexe realiteit te kunnen weerspiegelen.

Zeer samengevatte visie op het centrale dogma van de moleculaire biologie. DNA -translatie → peptide, is alleen experimenteel bereikt in bacteriën met een zeer specifieke mutatie en onder uitzonderlijke experimentele omstandigheden. Er werden slechts weinig peptidekoppelingen gevormd. Bron: CentralDogma1970.SVG: Kjooneedorivative Work: Ortisa/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/2.5)

Dogma -uitzonderingen

De zo -aangeduurde "dogma -uitzonderingen" zijn nogal een aanvulling. Wanneer men in het dogma overweegt wat er gebeurt met de biologische entiteiten die we virus noemen, verandert het panorama een beetje.

Kan u van dienst zijn: voorbereiding van cultuurmedia

Het is waar dat in celorganismen alle genetische informatie wordt gecodeerd in de vorm van dubbele band -DNA -moleculen, die worden verdubbeld door replicatie (DNA → DNA). Maar in de wereld van virussen vinden we genomen niet alleen DNA, maar ook RNA.

Sommige van deze ARN's produceren kopieën van zichzelf via een RNA -replicatieproces (dat wil zeggen RNA → RNA). De enzymen die verantwoordelijk zijn voor dit proces worden replica's genoemd.

Aan de andere kant, hoewel het waar is dat DNA -delen kunnen worden getranscribeerd in RNA -moleculen door transcriptie (DNA → RNA), is het tegenovergestelde ook mogelijk.

Dat wil zeggen, er zijn RNA -moleculen die (retro) kunnen worden getranscribeerd naar DNA door een inverse transcriptieproces (RNA → DNA). Deze enzymatische activiteit wordt uitgevoerd door een reverse transcriptase.

Ten slotte, zoals we al hadden gezegd, coderen niet alle genen voor peptiden, en niet alle RNA's zijn RNM.

Dat dit de meest "belangrijk" zijn omdat ze aanleiding geven tot executeurs van functies in een cel is waar. Dat peptiden (en homo-en peptide-eiwitten) informatie zijn, het is ook waar. Maar zonder de andere ARN's die geen arnm zijn, zou het leven niet mogelijk zijn.

Bovendien zijn er RNA -transcripten die enzymatische activiteit voor zichzelf hebben (de ribzymen of ARN's met katalytische activiteit). In dit geval is het bereiken van peptide dan niet het ultieme informatieve doelstelling.

Samenvatting van dogma postuleert

Kortom, het "verrijkte" dogma stelt dat vast:

1. De moleculen die de genetische informatie van levende wezens en virussen opslaan, zijn in staat om kopieën van zichzelf te genereren door homokatalytische synthese (replicatie)

Het kan u van dienst zijn: Flammasome: Activering en functies

- DNA → DNA

- RNA → RNA

2. De heterocatalytische reacties (transcriptie) van nucleïnezuren kunnen eiwitboodschappers, structurele en/of functionele RNA -moleculen, ribozymen of zelfs virale genomen door twee verschillende routes genereren:

(A) Transcriptie, RNA → Arnm, Arnsn, Arnsno, Arnr, Microarn, Arns, Arnt, RNA, Ribzymen, enz.

(b) Inverse transcriptie, RNA → DNA, met name virussen en transposons, door een activiteit die strikt verifieert in cellulaire omgevingen. Dat wil zeggen, reverse transcriptie is een cellulaire activiteit- hoewel ze hiervoor worden gebruikt, bijvoorbeeld virale enzymen.

3. Cellulaire MNA's worden vertaald in een specifiek polypeptide. Sommige virussen hebben echter een genoom met ARNM -structuur, waardoor ze hun eigen boodschapper zijn. Dat wil zeggen, er zijn virale genomen die direct kunnen worden vertaald.

4. Zodra de biologische informatie is vertaald in een peptide, is het niet mogelijk om het omgekeerde pad te volgen. Dat wil zeggen, het is niet mogelijk noch peptide → peptide, noch peptide → RNA, noch peptide → DNA.

Referenties

1. Ahlquist p. 2002. RNA-afhankelijke RNA-polymerasen, virussen en RNA-stilte. Wetenschap. 296 (5571): 1270-3.
2. Cobb M. 2017. 60 jaar geleden veranderde Francis Crick de logica van de biologie. PLOS BIOLOGIE. 15 (9): E2003243.
3. Crick F. 19700000000000. Centraal dogma van moleculaire biologie. Natuur. 227 (5258): 561-3.
4. Griffiths, een. J. F., Wessler, r., Carroll, s. B., Doebley, J. (2015). Een inleiding tot genetische analyse (11e ed.)). New York: W. H. Freeman, New York, NY, VS.
5. Robinson VL. 2009. Het centrale dogma heroverwegen: niet -coderende RNA's zijn biologische afgifte. Urologische oncologie. 27 (3): 304-6.