分子生物学的中心教条说遗传物质被转录成RNA,然后被转化成蛋白质。
也就是说,在该学科中,人们认为生物体中的信息流仅朝一个方向流动:基因被转录为RNA。
在发现脱氧核糖核酸(DNA)分子的递质功能几年后,这种方法于1971年公开。
弗朗西斯·克里克(Francis Crick)是一位科学家,他利用当时可用的信息描述了遗传信息的转移,从而揭示了这一想法。
同时,霍华德·特敏(Howard Temin)提出了RNA可以用于DNA合成的可能性,这是一个例外但可能的案例。
鉴于教条的流行,该提议并未在科学界引起欢迎,因为这是一个仅在被某些RNA病毒感染的细胞中才可能发生的过程。
分子生物学研究什么?
根据人类基因组计划,分子生物学是“对生物学重要分子的结构,功能和组成的研究”。
更具体地说,分子生物学研究遗传物质的复制,转录和翻译过程的分子基础。
分子生物学家正试图了解细胞系统如何在DNA,RNA和蛋白质合成方面相互作用。
尽管分子生物学家使用其领域独有的技术,但他将这些技术与其他更典型的遗传学和生物化学技术相结合。
他的大部分方法都是定量的,这就是为什么人们对该学科和计算机科学(生物信息学和/或计算生物学)的界面非常感兴趣。
分子遗传学已成为分子生物学中一个非常重要的子领域。
分子生物学的中心教条如何运作?
对于捍卫这一想法的人,流程如下:
遗传信息的转移
格雷戈尔·门德尔(Gregor Mendel)于1865年创作的作品。它们标志着遗传继承的前身,该遗传允许DNA分子,由弗里德里希·米歇尔(Friedrich Miescher)在1868年至1869年间发现。
知道了DNA的主要结构,就可以知道DNA的合成过程以及遗传信息的编码方式。
DNA复制
然后,DNA二级结构的发现使我们能够对今天众所周知的双螺旋结构进行建模,但在当时是一个启示。
这一发现引起了对DNA复制的探索,DNA复制是细胞存活的重要过程,由有丝分裂分裂而成,需要事先复制以保存遗传物质。
1958年,马修·梅瑟森(Matthew Meselson)和弗兰克·斯塔尔(Frank Stahl)断言,这种复制是半保守的,因为其中一条链是保守的,并且是合成其互补序列的模板。
在此过程中,诸如DNA聚合酶之类的蛋白质介入,该过程使用原始序列作为模板将核苷酸添加到新链中。
DNA转录
该过程的发现和描述回答了DNA和蛋白质在细胞中不同位置时如何关联的问题。
使得这种关系成为可能的中间分子是成熟的核糖核酸(RNA)。
具体来说,RNA聚合酶是从一条DNA链中提取模板的分子,从中可形成新的RNA分子。这是在碱基互补之后发生的。
换句话说,它是在一段信使RNA(mRNA)中复制来自DNA片段的信息的过程。
转录产物是信使RNA(mRNA)的成熟链。
RNA翻译
在最后阶段,成熟的信使RNA(mRNA)作为蛋白质合成的模板。在此,核糖体与传输RNA tRNA的分子一起介入。
每个核糖体解释一个称为密码子的三核苷酸的mRNA核苷酸,并由每个tRNA具有的反密码子补充。
该tRNA携带着适合多肽链的氨基酸,因此可以折叠成正确的构象。
在原核细胞中,转录和翻译可以同时发生,而在真核细胞中,转录发生在细胞核中,而翻译发生在细胞质中。
教条的克服
在1960年代,已经发现某些病毒使细胞能够将RNA“逆转录”为DNA。
逆转录酶(RT)蛋白就是这种情况,它负责使用模板HIV RNA合成前病毒DNA的双链以将其整合到细胞DNA中。
该蛋白质目前在实验室中使用,并于1975年获得霍华德·泰敏(Howard Temin),大卫·巴尔的摩(David Baltimore)和雷纳托·杜尔贝克(Renato Dulbecco)的诺贝尔医学奖。
另一方面,还有其他由RNA制成的病毒,能够从已经拥有的病毒中合成出RNA链。
这种改变的另一可能原因是在影响蛋白质表达和一个或多个基因转录过程的基因调控序列中的缺陷。
这些发现是分子生物学领域中许多研究的基础,例如与癌症,神经退行性疾病或合成生物学有关的那些。
简而言之,分子生物学的中心教条是试图解释遗传信息流如何在生物体中起作用的尝试。
经过几年的科学研究,我们克服了这一尝试,使我们能够提供更接近现实的解释。
参考文献
- VITAE数字生物医学研究院(s / f)。分子医学。医学的新观点。从以下地址恢复:caibco.ucv.ve
- 科里尔医学研究所(s / f)。什么是分子生物学。从以下位置恢复:coriell.org
- 杜兰特斯,丹尼尔(2015)。分子生物学的中心教条。从以下网站恢复:investigarentiemposrevñados.wordpress.com
- 曼达尔,阿南亚(2014)。什么是分子生物学。从以下位置恢复:news-medical.net
- 自然(s / f)。分子生物学。从以下网站恢复:nature.com
- 科学日报(s / f)。分子生物学。摘自:sciencedaily.com
- 韦拉克鲁斯大学(s / f)。分子生物学。从以下目录恢复:uv.mx。