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Was ist das zentrale Dogma der Molekularbiologie?
Die zentrales Dogma der Molekularbiologie Es besagt, dass das genetische Material in RNA transkribiert und dann in Protein übersetzt wird.
Das heißt, in dieser Disziplin wird angenommen, dass der Informationsfluss in Organismen nur in eine Richtung geht: Gene werden in RNA transkribiert.
Dieser Ansatz wurde 1971 veröffentlicht, einige Jahre nachdem die Übertragungsfunktion des Desoxyribonukleinsäure (DNA) -Moleküls entdeckt worden war.
Francis Crick, war der Wissenschaftler, der diese Idee präsentierte, die den Transfer von genetischer Information unter Verwendung der Information beschreibt, die damals verfügbar war.
Parallel dazu schlug Howard Temin die Möglichkeit vor, dass eine RNA als außergewöhnlicher, aber möglicher Fall zur DNA-Synthese dienen könnte.
Dieser Vorschlag fand in der wissenschaftlichen Gemeinschaft angesichts der Popularität des Dogmas und weil es ein Prozess war, der nur in Zellen möglich wäre, die mit bestimmten RNA-Viren infiziert sind, nicht die Oberhand.
Was studiert die Molekularbiologie?
Die Molekularbiologie ist laut dem Humangenomprojekt "das Studium der Struktur, Funktion und Zusammensetzung biologisch wichtiger Moleküle".
Genauer gesagt untersucht die Molekularbiologie die molekularen Grundlagen der Prozesse der Replikation, Transkription und Translation des genetischen Materials.
Diejenigen, die sich der Molekularbiologie widmen, versuchen zu verstehen, wie sich zelluläre Systeme in Bezug auf die Synthese von DNA, RNA und Protein gegenseitig beeinflussen.
Obwohl ein Molekularbiologe auf seinem Fachgebiet einzigartige Techniken verwendet, kombiniert er sie mit anderen, die für Genetik und Biochemie spezifischer sind.
Ein großer Teil der Methode ist quantitativ, weshalb ein großes Interesse an der Schnittstelle zwischen dieser Disziplin und der Informationstechnologie bestand: Bioinformatik und / oder Computerbiologie.
Die Molekulargenetik ist zu einem sehr wichtigen Teilgebiet der Molekularbiologie geworden.
Wie funktioniert das zentrale Dogma der Molekularbiologie?
Für diejenigen, die diese Idee verteidigten, war der Prozess wie folgt:
Übertragung von genetischen Informationen
Die Arbeiten von Gregor Mendel, im Jahre 1865. Sie bedeuteten eine Vorgeschichte der genetischen Vererbung, die das zwischen 1868 und 1869 von Friedrich Miescher entdeckte DNA-Molekül erlaubt.
Wenn man die Primärstruktur der DNA kennt, kann man den Syntheseprozess derselben und die Art und Weise, wie genetische Information kodiert wird, kennen.
Replikation von DNA
Die Entdeckung der Sekundärstruktur der DNA ermöglichte es uns, die Struktur in der heute bekannten Doppelhelix zu modellieren, aber das war zu dieser Zeit eine Offenbarung.
Diese Offenbarung führte zur Erforschung der DNA-Replikation, einem wichtigen Prozess für das Überleben von Zellen, der aus einer Teilung durch Mitose besteht und eine vorherige Replikation erfordert, die die Erhaltung von genetischem Material ermöglicht.
1958 behaupteten Matthew Meselson und Frank Stahl, dass diese Replikation semikonservativ sei, da eine der Ketten erhalten bleibt und als Vorlage für die Synthese ihres Komplements dient.
Bei diesem Prozess greifen Proteine wie die DNA-Polymerase, die der neuen Kette Nukleotide unter Verwendung des Originals als Vorlage hinzufügt, ein.
DNA-Transkription
Die Entdeckung und Beschreibung dieses Prozesses kam, um die Frage zu beantworten, wie DNA und Proteine damit zusammenhängen, dass sie sich an anderen Orten als an Zellen befinden.
Das intermediäre Molekül, das diese Beziehung möglich machte, erwies sich als reife Ribonukleinsäure (RNA).
Insbesondere ist die RNA-Polymerase das Molekül, das eine der DNA-Ketten aus seiner Form nimmt, aus der es ein neues RNA-Molekül bildet. Dies geschieht nach der Komplementarität der Basen.
Das heißt, es ist ein Prozess, bei dem die Information eines DNA-Abschnitts in einem Stück Messenger-RNA (mRNA) reproduziert wird ...
Das Produkt der Transkription ist eine reife Messenger-RNA (mRNA) -Kette.
Übersetzung von RNA
In der letzten Phase dient die mature messenger RNA (mRNA) als Vorlage für die Proteinsynthese. Hier greifen die Ribosomen zusammen mit ARNt-Transmissions-RNA-Molekülen ein.
Jedes Ribosom interpretiert ein Trio von Nucleotid-mRNAs, das als Codon bezeichnet wird, und ergänzt das Anticodon, das jede tRNA besitzt.
Diese tRNA trägt die Aminosäure, die in die Polypeptidkette passt, so dass sie sich in der korrekten Konformation biegt.
In prokaryotischen Zellen können Transkription und Translation zusammen auftreten, während in eukaryotischen Zellen die Transkription im Zellkern stattfindet und die Translation im Zytoplasma stattfindet.
Das Dogma überwinden
In den 1960er Jahren war beobachtet worden, dass einige Viren die Zelle dazu befähigten, RNA zu DNA "retrozuschreiben".
Dies war der Fall des Reverse-Transkriptase-Proteins (RT), das dafür verantwortlich ist, das HIV-RNA-Templat zu verwenden, um einen Doppelstrang proviraler DNA zu synthetisieren, um ihn in die zelluläre DNA zu integrieren.
Dieses Protein wird derzeit in Laboratorien verwendet und wurde 1975 von Howard Temin, David Baltimore und Renato Dulbecco mit dem Nobelpreis für Medizin ausgezeichnet.
Auf der anderen Seite gibt es andere Viren, die durch RNA gebildet werden, die in der Lage sind, eine RNA-Kette von derjenigen zu synthetisieren, die sie bereits besitzen.
Ein weiterer möglicher Grund für diese Veränderung kann in Defekten der regulatorischen Sequenzen der Gene, die die Expression des Proteins und den Transkriptionsprozess eines oder mehrerer Gene beeinflussen, gefunden werden.
Diese Entdeckungen waren die Grundlage für viele Untersuchungen auf dem Gebiet der Molekularbiologie, beispielsweise im Zusammenhang mit Krebserkrankungen, neurodegenerativen Erkrankungen oder der synthetischen Biologie.
Kurz gesagt, der zentrale Grundsatz der Molekularbiologie war ein Versuch zu erklären, wie der Fluss der genetischen Information in einem Organismus funktioniert.
Ich versuche dieses Problem zu lösen, nach mehreren Jahren wissenschaftlicher Forschung, die eine Erklärung näher an der Realität bieten konnten.
Referenzen
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