Központi dogma (gén kifejezés): meghatározás, lépések, szabályozás

Posted on
Szerző: Judy Howell
A Teremtés Dátuma: 1 Július 2021
Frissítés Dátuma: 1 Lehet 2024
Anonim
Központi dogma (gén kifejezés): meghatározás, lépések, szabályozás - Tudomány
Központi dogma (gén kifejezés): meghatározás, lépések, szabályozás - Tudomány

Tartalom

A molekuláris biológia központi dogma elmagyarázza, hogy a gének információáramlása a DNS genetikai kód egy közbenső RNS másolat majd a fehérjék a kódból szintetizált. A dogma alapjául szolgáló kulcsfontosságú ötleteket először Francis Crick brit molekuláris biológus javasolta 1958-ban.


1970-re általánosan elfogadottá vált, hogy az RNS az eredeti DNS kettős hélixből specifikus gének másolatát készíti, majd az alapját képezi a fehérjék előállításának a másolt kódból.

A gének másolását a genetikai kód transzkripciójával és a fehérjék előállításának folyamatát a kód aminosavak láncává történő átalakításával nevezzük gén expresszió. A sejttől és egyes környezeti tényezőktől függően egyes gének expresszálódnak, míg mások nem működnek. A génexpressziót az élő organizmusok sejtjei és szervei közötti kémiai jelek szabályozzák.

Felfedezése alternatív illesztés és a DNS nem kódoló részeinek tanulmányozása intron jelzik, hogy a biológia központi dogmájában leírt folyamat bonyolultabb, mint az eredetileg feltételezték. Az egyszerű A RNS-től a protein szekvenciáig terjedő DNS-nek vannak ágai és variációi, amelyek segítenek az organizmusoknak alkalmazkodni a változó környezethez. Az az alapelv, amely szerint a genetikai információk csak egy irányba mozognak, a DNS-től az RNS-ig a fehérjékig, továbbra is kihívást jelent.


A fehérjékben kódolt információk nem befolyásolhatják az eredeti DNS-kódot.

A DNS transzkripció helyet foglal el a magban

A szervezet genetikai információit kódoló DNS-spirál az eukarióta sejtek magjában található. A prokarióta sejtek olyan sejtek, amelyeknek nincs magja, tehát a DNS transzkripció, transzláció és fehérje szintézis mind a sejtek citoplazmájában zajlik egy hasonló (de egyszerűbb) keresztül transzkripciós / fordítási folyamat.

Az eukarióta sejtekben a DNS-molekulák nem hagyhatják el a magot, így a sejteknek át kell másolniuk a genetikai kódot, hogy a sejtben a fehérjék szintetizálódjanak. A transzkripciós másolás folyamatát egy úgynevezett enzim indítja RNS polimeráz és a következő szakaszokkal rendelkezik:


A második szakaszban lemásolt DNS-szekvencia tartalmazza az exonokat és az introneket, és elősegíti a messenger RNS-t.

A intronok eltávolításához a pre-mRNS A szálat intron / exon felületen vágják le. A szál intron része kör alakú struktúrát alkot, és elhagyja a szálat, lehetővé téve a intron mindkét oldalán lévő két exon összekapcsolódását. Amikor az intronok eltávolítása befejeződött, akkor az új mRNS szál érett mRNS, és készen áll a mag elhagyására.

Az mRNS rendelkezik egy fehérjekód másolatával

A fehérjék hosszú aminosavakból állnak, amelyeket peptidkötések kapcsolnak össze. Feladataik, hogy befolyásolják a sejtek kinézetét és működését. Sejtszerkezeteket képeznek és kulcsszerepet játszanak az anyagcserében. Enzimként és hormonként működnek, és beágyazódnak a sejtmembránokba, hogy megkönnyítsék a nagy molekulák átmenetet.

A fehérje aminosav-sorozatának szekvenciáját a DNS-spirál kódolja. A kód a következő négyből áll nitrogén bázisok:

Ezek nitrogénbázisok, és a DNS-lánc minden egyes lúca párból áll. A guanin párt képez a citozinnal, és az adenin párt képez a timinnel. A linkeknek egybetűs nevek vannak megadva, attól függően, hogy az egyes hivatkozások melyik alaphoz kerülnek előbb. Az alappárokat G, C, A és T-nek nevezzük a guanin-citozin, citozin-guanin, adenin-ti-min és a timin-adenin kapcsolatokhoz.

Három bázispár képviseli egy adott aminosav kódját, és a nevezik kodon. Egy tipikus kodont nevezhetünk GGA vagy ATC-nek. Mivel az alappár mindhárom kodonhelyének négy konfigurációja lehet, az összes kodon száma 43 vagy 64.

Körülbelül 20 aminosavat használnak a fehérje szintézisben, és vannak kodonok az indulási és leállási jelekhez. Ennek eredményeként elegendő kodon van ahhoz, hogy meghatározza az egyes fehérjék aminosavszekvenciáját, néhány redundanciával.

Az mRNS egy fehérje kódjának másolata.

A fehérjéket a riboszómák termelik

Amikor az mRNS elhagyja a magot, akkor egy riboszóma annak a proteinnek a szintézisére, amelyre vonatkozóan a kódolt utasításokat tartalmaz.

A riboszómák a sejt azon gyárai, amelyek előállítják a sejt fehérjét. Ezek egy kis részből állnak, amely leolvassa az mRNS-t, és egy nagyobb részből áll, amely összeállítja az aminosavakat a megfelelő szekvenciában. A riboszóma riboszómális RNS-ből és a kapcsolódó fehérjékből áll.

A riboszómák vagy a sejtben lebegnek citoszólt vagy a cellához rögzítve endoplazmatikus retikulum (ER), a sejtmag közelében található, membránnal zárt tasakok sorozata. Amikor az úszó riboszómák fehérjéket termelnek, a fehérjék felszabadulnak a sejt citoszolba.

Ha az ER-hez kapcsolódó riboszómák fehérjét termelnek, akkor a fehérjét a sejtmembránon kívül küldik, hogy másutt felhasználhassák. A hormonokat és enzimeket szekretáló sejtekben általában sok riboszóma kapcsolódik az ER-hez, és fehérjéket termelnek külső felhasználásra.

Az mRNS riboszómához kötődik, és megkezdődhet a kód transzlációja a megfelelő fehérjévé.

A Translation a mRNS-kód szerint specifikus fehérjét állít össze

A sejt citoszolban lebegő aminosavak és kis RNS-molekulák transzfer RNS vagy tRNS. Minden fehérje szintézishez használt aminosavtípushoz tartozik egy tRNS-molekula.

Amikor a riboszóma leolvassa az mRNS-kódot, kiválaszt egy tRNS-molekulát a megfelelő aminosavnak a riboszómába történő átvitelére. A tRNS a meghatározott aminosav molekulát hozza a riboszómához, amely a helyes sorrendben rögzíti a molekulát az aminosav lánchoz.

Az események sorrendje a következő:

Egyes fehérjéket tételekben állítanak elő, míg másokat folyamatosan szintetizálnak, hogy megfeleljenek a sejt folyamatos igényeinek. Amikor a riboszóma előállítja a fehérjét, akkor a központi dogma információ-áramlása a DNS-ből a fehérjébe teljes.

Alternatív illesztés és az intronok hatása

A központi dogmában a közvetlen információáramlás alternatíváit nemrégiben tanulmányozták. Alternatív illesztésként az pre-mRNS-t vágják le az intronok eltávolítása céljából, de a másolt DNS-húrban az exonok sorrendje megváltozik.

Ez azt jelenti, hogy egy DNS-kódszekvencia két különböző fehérjét eredményezhet. Noha az intronokat nem kódoló genetikai szekvenciákként dobják el, befolyásolhatják az exon kódolást, és bizonyos körülmények között további gének forrásai lehetnek.

Noha a molekuláris biológia központi dogma továbbra is érvényes az információáramlás szempontjából, addig az információ, ahogyan az információ a DNS-ből a fehérjékbe áramlik, kevésbé lineáris, mint az eredetileg gondoltak.