AKÁ JE CENTRÁLNA DOGMA MOLEKULÁRNEJ BIOLÓGIE? - BIOLÓGIE - 2025

Centrálna dogma molekulárnej biológie hovorí, že genetický materiál je transkribovaných do RNA a potom preložená do proteínu.

To znamená, že v tejto disciplíne sa predpokladá, že tok informácií v organizmoch ide iba jedným smerom: gény sa transkribujú do RNA.

Tento prístup bol zverejnený v roku 1971, niekoľko rokov po objavení funkcie vysielača molekuly kyseliny deoxyribonukleovej (DNA).

Francis Crick bol vedec, ktorý odhalil túto myšlienku tým, že opísal prenos genetickej informácie pomocou informácií, ktoré boli vtedy k dispozícii.

Howard Temin súčasne navrhol ako výnimočný, ale možný prípad, že by RNA mohla slúžiť na syntézu DNA.

Tento návrh sa nezachytil vo vedeckej komunite vzhľadom na popularitu dogmy a pretože to bol proces, ktorý by bol možný iba v bunkách infikovaných určitými vírusmi RNA.

Čo študuje molekulárna biológia?

Molekulárna biológia je podľa projektu Human Genome Project „štúdium štruktúry, funkcie a zloženia biologicky dôležitých molekúl“.

Konkrétnejšie, molekulárna biológia študuje molekulárne základy procesov replikácie, transkripcie a translácie genetického materiálu.

Molekulárni biológovia sa snažia porozumieť tomu, ako bunkové systémy interagujú z hľadiska syntézy DNA, RNA a proteínov.

Aj keď molekulárny biológ využíva techniky, ktoré sú výlučne pre jeho oblasť, kombinuje ich s ostatnými typickými pre genetiku a biochémiu.

Väčšina jeho metód je kvantitatívna, a preto existuje veľký záujem o prepojenie tejto disciplíny a informatiky: bioinformatiky a / alebo výpočtovej biológie.

Molekulárna genetika sa stala veľmi prominentným podpolíkom molekulárnej biológie.

Ako funguje centrálna dogma molekulárnej biológie?

Pre tých, ktorí bránili túto myšlienku, bol tento postup nasledujúci:

Prenos genetických informácií

Diela Gregora Mendela v roku 1865. Predstavovali predchodcu genetického dedičstva, ktoré umožňuje molekulu DNA, ktorú objavil Friedrich Miescher v rokoch 1868 až 1869.

Poznanie primárnej štruktúry DNA, umožnilo poznať jej proces syntézy a spôsob, akým sú genetické informácie kódované.

Replikácia DNA

Potom objav sekundárnej štruktúry DNA umožnil modelovať štruktúru dvojitej špirály, ktorá je dnes tak dobre známa, ale v tom čase to bolo dosť zjavenie.

Toto odhalenie viedlo k objaveniu replikácie DNA, čo je životne dôležitý proces prežitia buniek, ktorý pozostáva z delenia mitózou a ktorý si vyžaduje predchádzajúcu replikáciu na zachovanie genetického materiálu.

V roku 1958 Matthew Meselson a Frank Stahl potvrdili, že táto replikácia je čiastočne konzervatívna, pretože jeden z reťazcov je zachovaný a slúži ako šablóna na syntézu jeho doplnku.

V tomto procese zasahujú proteíny, ako je DNA polymeráza, ktorá pridáva nukleotidy do nového reťazca pomocou originálu ako templátu.

DNA transkripcia

Objav a opis tohto procesu odpovedal na otázku, ako DNA a proteíny boli príbuzné, keď sa nachádzali na rôznych miestach v bunkách.

Ukázalo sa, že medziproduktová molekula, ktorá tento vzťah umožnila, je zrelá kyselina ribonukleová (RNA).

Konkrétne je RNA polymeráza molekula, ktorá berie templát z jedného z reťazcov DNA, z ktorého tvorí novú molekulu RNA. K tomu dochádza po komplementárnosti báz.

Inými slovami, je to proces, v ktorom sa informácie z časti DNA reprodukujú v časti messengerovej RNA (mRNA).

Produkt transkripcie je zrelé vlákno messengerovej RNA (mRNA).

RNA translácia

V konečnej fáze slúži zrelá messengerová RNA (mRNA) ako templát pre syntézu proteínov. Tu zasahujú ribozómy spolu s molekulami prenosovej RNA tRNA.

Každý ribozóm interpretuje trio nukleotidov mRNA, ktoré sa nazýva kodón, a je doplnené antikodónom, ktorý má každá tRNA.

Táto tRNA nesie s sebou aminokyselinu, ktorá sa zmestí do polypeptidového reťazca, takže sa zloží do správnej konformácie.

V prokaryotických bunkách môže dôjsť k transkripcii a translácii spoločne, zatiaľ čo v eukaryotických bunkách dochádza k transkripcii v jadre bunky a k translácii dochádza v cytoplazme.

Prekonanie Dogmy

V 60. rokoch sa ukázalo, že niektoré vírusy umožnili bunke „reverzne transkribovať“ RNA na DNA.

To bol prípad proteínu reverznej transkriptázy (RT), ktorý je zodpovedný za použitie templátu HIV RNA na syntézu dvojreťazcovej provirálnej DNA na jej integráciu do bunkovej DNA.

Tento proteín sa v súčasnosti používa v laboratóriách a v roku 1975 získal Nobelovu cenu za medicínu Howarda Temina, Davida Baltimora a Renata Dulbecca.

Na druhej strane existujú ďalšie vírusy vyrobené z RNA, schopné syntetizovať reťazec RNA z toho, ktorý už majú.

Ďalšou možnou príčinou tejto zmeny je defekt v regulačných sekvenciách génov ovplyvňujúcich expresiu proteínu a transkripčný proces jedného alebo viacerých génov.

Tieto objavy boli základom mnohých výskumov v oblasti molekulárnej biológie, ako sú tie, ktoré sa týkajú rakovinových ochorení, neurodegeneratívnych chorôb alebo syntetickej biológie.

Stručne povedané, centrálna dogma molekulárnej biológie bola pokusom vysvetliť, ako tok genetických informácií funguje v organizme.

Tento pokus bol prekonaný po niekoľkých rokoch vedeckého výskumu, ktorý nám umožnil poskytnúť vysvetlenie bližšie k realite.

Referencie

1. Digitálna biomedicínska akadémia VITAE (s / f). Molekulárna medicína. Nová perspektíva v medicíne. Získané z: caibco.ucv.ve
2. Ústav lekárskeho výskumu Coriell (s / f). Čo je to molekulárna biológia. Získané z: coriell.org
3. Durantes, Daniel (2015). Centrálna dogma molekulárnej biológie. Získané z: investigarentiemposrevñados.wordpress.com
4. Mandal, Ananya (2014). Čo je to molekulárna biológia. Obnovené z: news-medical.net
5. Povaha (s / f). Molekulárna biológia. Získané z: nature.com
6. Veda denne (s / f). Molekulárna biológia. Obnovené z: sciposedaily.com
7. University of Veracruz (s / f). Molekulárna biológia. Získané z: uv.mx.