JAKI JEST CENTRALNY DOGMAT BIOLOGII MOLEKULARNEJ? - BIOLOGIA - 2026

Centralny dogmat biologii molekularnej mówi, że materiał genetyczny jest transkrybowana na RNA, a następnie translacji do białka.

Oznacza to, że w tej dyscyplinie uważa się, że przepływ informacji w organizmach przebiega tylko w jednym kierunku: geny są przepisywane na RNA.

Podejście to zostało upublicznione w 1971 roku, kilka lat po odkryciu funkcji przekaźnika cząsteczki kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA).

Francis Crick, był naukowcem, który ujawnił ten pomysł, opisując transfer informacji genetycznej przy użyciu informacji, które były wówczas dostępne.

Równolegle Howard Temin zaproponował możliwość, że RNA może służyć do syntezy DNA, jako wyjątkowy, ale możliwy przypadek.

Propozycja ta nie przyjęła się w środowisku naukowym, biorąc pod uwagę popularność dogmatu i ponieważ był to proces możliwy tylko w komórkach zakażonych określonymi wirusami RNA.

Co bada biologia molekularna?

Według Human Genome Project, biologia molekularna to „badanie struktury, funkcji i składu biologicznie ważnych cząsteczek”.

Dokładniej rzecz biorąc, biologia molekularna bada molekularne podstawy procesów replikacji, transkrypcji i translacji materiału genetycznego.

Biolodzy molekularni próbują zrozumieć, w jaki sposób systemy komórkowe oddziałują na siebie pod względem syntezy DNA, RNA i białek.

Chociaż biolog molekularny wykorzystuje techniki wyłącznie w swojej dziedzinie, łączy je z innymi, bardziej typowymi dla genetyki i biochemii.

Wiele z jego metod ma charakter ilościowy, dlatego zainteresowanie stykami tej dyscypliny i informatyki: bioinformatyki i / lub biologii obliczeniowej.

Genetyka molekularna stała się bardzo ważną dziedziną biologii molekularnej.

Jak działa centralny dogmat biologii molekularnej?

Dla tych, którzy bronili tego pomysłu, proces wyglądał następująco:

Transfer informacji genetycznej

Prace Gregora Mendla z 1865 r. Oznaczały one poprzednik dziedziczenia genetycznego, na które pozwala cząsteczka DNA, odkryta w latach 1868–1869 przez Friedricha Mieschera.

Poznanie pierwotnej struktury DNA pozwoliło poznać proces syntezy tego samego DNA oraz sposób, w jaki kodowana jest informacja genetyczna.

Replikacja DNA

Następnie odkrycie drugorzędowej struktury DNA pozwoliło nam na modelowanie struktury podwójnej helisy, która jest tak dobrze znana dzisiaj, ale była wówczas rewelacją.

To odkrycie zapoczątkowało badanie replikacji DNA, kluczowego procesu przeżycia komórki, który polega na podziale przez mitozę i który wymaga wcześniejszej replikacji w celu zachowania materiału genetycznego.

W 1958 roku Matthew Meselson i Frank Stahl potwierdzili, że ta replikacja była półkonserwatywna, ponieważ jeden z łańcuchów jest konserwowany i służy jako szablon do syntezy jego dopełnienia.

W tym procesie interweniują białka, takie jak polimeraza DNA, która dodaje nukleotydy do nowego łańcucha, używając oryginału jako szablonu.

Transkrypcja DNA

Odkrycie i opis tego procesu odpowiadały na pytanie, w jaki sposób DNA i białka były powiązane, gdy znajdowały się w różnych miejscach w komórkach.

Cząsteczką pośrednią, która umożliwiła tę zależność, okazał się dojrzały kwas rybonukleinowy (RNA).

Konkretnie, polimeraza RNA to cząsteczka, która pobiera szablon z jednej z nici DNA, z którego tworzy nową cząsteczkę RNA. Dzieje się tak w wyniku komplementarności zasad.

Innymi słowy, jest to proces, w którym informacja z fragmentu DNA jest odtwarzana w kawałku informacyjnego RNA (mRNA).

Produkt transkrypcji to dojrzała nić informacyjnego RNA (mRNA).

Tłumaczenie RNA

W końcowej fazie dojrzały informacyjny RNA (mRNA) służy jako matryca do syntezy białek. Tutaj rybosomy interweniują razem z cząsteczkami tRNA przekazującego RNA.

Każdy rybosom interpretuje trio nukleotydów mRNA, zwanych kodonem, i jest uzupełniany przez antykodon, który ma każde tRNA.

To tRNA niesie ze sobą aminokwas, który będzie pasował do łańcucha polipeptydowego, dzięki czemu złoży się do prawidłowej konformacji.

W komórkach prokariotycznych transkrypcja i translacja mogą zachodzić razem, podczas gdy w komórkach eukariotycznych transkrypcja zachodzi w jądrze komórkowym, a translacja zachodzi w cytoplazmie.

Pokonanie dogmatu

W latach sześćdziesiątych XX wieku zaobserwowano, że niektóre wirusy umożliwiają komórce „odwrotną transkrypcję” RNA na DNA.

Tak było w przypadku białka odwrotnej transkryptazy (RT), odpowiedzialnego za wykorzystanie matrycowego RNA wirusa HIV do syntezy podwójnej nici prowirusowego DNA w celu integracji go z DNA komórkowym.

Białko to jest obecnie używane w laboratoriach i przyniosło Howardowi Teminowi, Davidowi Baltimore i Renato Dulbecco Nagrodę Nobla w dziedzinie medycyny w 1975 roku.

Z drugiej strony istnieją inne wirusy zbudowane z RNA, zdolne do syntezy łańcucha RNA z tego, który już posiadają.

Inną możliwą przyczyną tej zmiany są defekty sekwencji regulatorowych genów wpływających na ekspresję białka i proces transkrypcji jednego lub większej liczby genów.

Odkrycia te były podstawą wielu badań w dziedzinie biologii molekularnej, takich jak te związane z chorobami nowotworowymi, chorobami neurodegeneracyjnymi czy biologią syntetyczną.

Krótko mówiąc, centralnym dogmatem biologii molekularnej była próba wyjaśnienia przepływu informacji genetycznej w organizmie.

Próba ta została przezwyciężona, po kilku latach badań naukowych, które pozwoliły nam przedstawić wyjaśnienie bliższe rzeczywistości.

Bibliografia

1. VITAE Digital Biomedical Academy (s / f). Medycyna molekularna. Nowa perspektywa w medycynie. Odzyskany z: caibco.ucv.ve
2. Coriell Institute for Medical Research (s / f). Co to jest biologia molekularna. Odzyskane z: coriell.org
3. Durantes, Daniel (2015). Centralny dogmat biologii molekularnej. Odzyskane z: śledztwo w sprawie rodzicielstwaposrevñados.wordpress.com
4. Mandal, Ananya (2014). Co to jest biologia molekularna. Odzyskany z: news-medical.net
5. Natura (s / f). Biologia molekularna. Odzyskany z: nature.com
6. Science Daily (s / f). Biologia molekularna. Odzyskany z: sciencedaily.com
7. Uniwersytet Veracruz (s / f). Biologia molekularna. Odzyskany z: uv.mx.