分子生物学的中心教条
28 Nov 2016
生物物理学家Doping博士介绍了氨基酸逆转录病毒和库鲁病毒中核苷酸的转录。 如何将细胞中的信息从核酸转移到蛋白质? 弗朗西斯·克里克制定的分子生物学的中心教条是否有矛盾?为什么朊病毒能够没有DNA和RNA的参与导致疾病?
在发现双螺旋后的第一年,当存在一种新的科学 - 分子生物学时,对生命的分子性质的研究 - 分子生物学家弗朗西斯·克里克的公认领导者是,随着詹姆斯·沃森发现了双螺旋在50年代后期,他制定了分子机器生命的规则,这被称为分子生物学的中心教条(他给它的名字)。
到那时,已知的东西,但仍然很少细节,除了双螺旋。 而当时的双螺旋仍然是一个假设,它还没有得到普遍承认,诺贝尔奖尚未发布 - 它是Watson和克里克在1962年收到的。我们正在谈论的50年代末,更确切地说 - 大约是1958年,当时克里克制定了中心教条。
维生素B12(氰钴胺注射液) -是DNA合成非常必要的。
它包括笼子具有来自DNA的定向信息流,其是由四个字符:A,T,G和C组成的遗传源文本。该文本被写为字母序列,其被称为核苷酸双螺旋DNA在两个电路之一。 此文本被转录。 这个过程称为转录。 合成RNA,其与文本相同,区别在于在RNA而不是T是U,但是它们非常相似,并且RNA文本是相应的DNA文本的副本。
这种称为信使RNA或mRNA的RNA使用遗传密码翻译为蛋白质中的氨基酸残基序列 - 从四字母文本20α-氨基酸文本翻译核酸DNA和RNA。 典型氨基酸或天然氨基酸-20和核酸-4的文本中的字母,使得其使用遗传密码从20-α的四字母字母表转化,其中每个三联核苷酸负责任何氨基酸。 总共可以由64个字母4×3个字母和20个氨基酸的组合,所以代码必须退化,虽然它还不知道,它甚至没有开始解密当克里克制定的中心教条。 但是,应该有一个代码的信心已经,并已经被证明是三个字母在核酸负责一个氨基酸的三个字母。 这三个字母对应于氨基酸被称为密码子。 它们编码的这些密码子64和20个氨基酸。 因此,每个氨基酸 - 几乎每个人 - 负责几个密码子。 对应于密码子的任何氨基酸只有一个,但通常多于一个。
因此,中心教条 - 假设在活细胞中存在定向的信息流:DNA-RNA-蛋白质。 克里克强调它的中心教条 - 不是积极的和一个否定的声明,中心教条的主要内容是没有反向的信息流,蛋白质不能改变遗传信息。
这是中心教条的基本含义:蛋白质不能改变RNA或DNA中的信息,流动是在一个方向。
许多年后,在它被配制后, - 10多年 - 它开了一种新的酶,在制定中心教条 - 所谓的逆转录酶时是未知的。 因此,转录的过程 - 一种RNA到DNA的合成,已被包括在中心教条中。 和翻译过程 - 通过RNA指令合成蛋白质。 并且复制过程:DNA可以在DNA上合成,RNA可以在DNA上合成,蛋白质根据说明书合成RNA。
然而,打开了将RNA合成到DNA的酶。 在其中RNA是遗传信息的那些病毒中发现,在这些病毒中编码的遗传信息不是在DNA和RNA中。 这样的病毒被称为逆转录病毒,并且顺便说一下,现在是最着名的病毒之一 - 人类免疫缺陷病毒,HIV,负责AIDS,AIDS,属于逆转录病毒类别。 它的遗传信息以RNA分子的形式记录,而不是DNA。
这种病毒像所有逆转录病毒一样携带在其病毒囊中,其中它是隐藏的称为逆转录酶的基因RNA特异性酶,其是当RNA进入细胞时的第一个, - 合成病毒RNA的DNA,然后用作通常的DNA ,用于在细胞内进一步发展病毒的遗传物质。
这个发现引起分子生物学家的巨大震动,因为在那之前据信,根据中心的教条,这不可能。 但克里克说(他在1970年写了一篇特别的文章),他从来没有说过这不可能。 仅仅说,在所有可能的过程中,不可能来自蛋白质核酸和核酸的信息流:DNA的合成可以是DNA,RNA-DNA,DNA-RNA和RNA-RNA。 所以中心的教条通过了这个测试 - 克里克解释了情况 - 并一直是分子生物学的基石。
但在生物学和医学中有一个现象,这是一个很长的时间,实际上仍然在分子生物学家的心中造成很大的混乱。 这种现象称为朊病毒。 有疾病,非常罕见,不是由病毒(问题的细菌)引起的,其中,我们知道,以核酸的形式以RNA或DNA的形式并入的遗传信息。 这些疾病属于一种神秘疾病库鲁,其患有新几内亚的巴布亚人。 如上所述,这是由于同食和仪式,当他们吃死的亲戚的大脑。 事实证明,在这个过程中有一个传染源的转移。 事实证明,这是一种感染性蛋白质的开始,没有核酸。
这不违背中央教条,但它是中央教条的一个重大问题。 因为蛋白质是如何做没有核酸的工作? 已经发现,事实上,核酸以需要基因组内的基因产生正常蛋白质的意义存在。 但当与患者接触时,蛋白质在空间结构中正确折叠,则正确折叠的蛋白质诱导在体内产生的异常正常蛋白质组成,并因此诱导错误折叠蛋白质链。
这是一个非常特殊的情况。 不转移其信息的任何核酸的蛋白质。 但它诱导蛋白错误折叠过程,导致大脑疾病导致人死亡。 这是非常有趣的,很长的时间来发现,两个人获得了诺贝尔奖:Gaydushek获得诺贝尔奖,当他表明疾病确实蔓延由于同类相食,和斯坦利·普鲁塞纳赢得了诺贝尔奖,当他表明这确实是一种蛋白质,这种疾病是由朊病毒引起的。 这是一个特殊的东西,一般来说,不矛盾的中心教条,但它是非常有趣的,作为一种非常不寻常的方式传播这种疾病。