Центральная догма молекулярной биологии. Часть 1.

Все, что я собираюсь в дальнейшем писать на околобиологическую тему будет так или иначе завязано на молекулярную биологию и понимание просто невозможно без минимально-простого набора знаний касательно предмета. Этот набор знаний называется «Центральная догма молекулярной биологии» и его надо просто знать. То есть я сейчас постараюсь это кратко и доступно описать для неспециалистов, а вы уже сами решайте, читать или не читать. 

Когда нас в университете надменные биохимики спрашивали, с чего это мы считаем молекулярную биологию наукой, в то время, как это всего-лишь отрасль биохимии, я даже не нашлась что сказать. Потом, вооружившись понятиями из методологии науки, все-таки определила, что наука должна иметь «Объект» и «Методы», отличные от других наук. В это смысле, объект молекулярной биологии — это всего два типа молекул, оба биологические полимеры (то есть это цепочки, которые состоят из мономеров). 

Первый тип молекул это нуклеиновые кислоты: ДНК и РНК. Мономеры ДНК это нуклеотиды и их всего четыре: аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г) и цитозин (Ц). Мономеры РНК почти те же, за исключением того, что вместо тимина используется урацил (У). 
Второй тип молекул это белки. Мономер белка — аминокислота. Их есть всего 20 разных. 

(Кроме четырех основных нуклеотидов и 20 аминокислот в природе существуют еще различные вариации, но это мы пока не рассматриваем и для понимания догмы это не важно).

То есть еще раз: молекулярные биологиничего другого не делают, как изучают нуклеиновые кислоты и белки, а точнее их структуру, синтез, распад, свойства и перенос информации из одного типа молекул на другие. 

Про перенос информации поподробнее, ибо это и есть Основная Догма, которую впервые озвучил Фрэнсис Крик в 1970 году в журнале Nature:» The central dogma of molecular biology deals with the detailed residue-by-residue transfer of sequential information. It states that such information cannot be transferred back from protein to either protein or nucleic acid.»  Выглядела тогда эта догма вот так: информация переносится в направлении ДНК—>РНК—>белок

С тех пор все изменилось и обросло подробностями, которые если не опрокинули Догму, то существенно ее поправили и дополнили. Но все по-порядку. То есть направление передачи ДНК—>РНК—>белок никто не отменил и это основной поток передачи информации в живой клетки. И сначала про него.

ДНК это двухцепочечный полимер, находится в клеточном ядре (есть еще не только в ядре, но и в митохондрии например) и способно удваиваться. То есть это передача наследственной информации от родителей к потомкам. Процесс удваивания ДНК называется репликация.  Репликацию осуществляет комплекс энзимов, который раскручивает полимер, а другой энзимный комплекс синтезирует копию ДНК из отдельных нуклеотидов (тех, которых четыре, и которые А, Т, Г и Ц) по принципу комплементарности (не буду останавливатся на принципе, надеюсь это даже со школы забыть сложно. Скажу только, что для Т комплементарен А, а для Г, соответственно Ц, причем пара ГЦ образует более сильную химическую связь). Напомню, это перенос ДНК—>ДНК (репликация).

Помимо репликации, на ДНК может происходить синтез матричной РНК (мРНК). Называется этот процесс транскрипция. Происходит это там же в ядре. мРНК синтезируется на генных участках генома (да, есть еще другие). Другими словами, мРНК это работающий ген. мРНК одноцепочечная.
Транскрипцию осуществляет энзимный комплекс транскрипционных факторов, которые определяют, какой ген сейчас надо «включить» и насинтезировать из него мРНК, и энзимный комплекс РНК-полимеразы, которая как-раз и синтезирует на ДНК РНКу, по тому же самом принципу комплементарности (только не забываем, что вместо тимидина встраивается урацил). Напомню, это перенос ДНК—>РНК (транскрипция). 

Насинтезировання мРНК из ядра переносится в цитозоль (содержимое клетки). Там она модифицируется, проходит так называемый процессинг, из нее лишнее вырезается (интроны), надевается шапочка и пришивается длинный хвост из полиаденина. После этого мРНК готова для того, чтобы с нее считали информацию и насинтезировали белок, согласно коду. Это процесс называется трансляция. Для этого она встречается с большой машиной, которая называется рибосома и которая состоит из большого количества запчастей, в основном это белки, структурные и регуляторные, есть также РНК, но вы не путайтесь, это химически РНК, а структурно это кирпич). Рибосома нанизывается на мРНК и включает процесс трансляции. По очереди прочитываются по три нуклеотида (триплет), каждому триплету соответствует одна аминокислота (которых всего 20), правильную аминокислоту подносят маленькие транспортные молекулы (тоже, кстати, РНК, но вы постарайтесь не путаться, это химически РНК, а функционально это машинка такая). В общем это так выглядит, рибосома едет по мРНК, считывает информацию, а с другой стороны у нее вылазит белок, который затем приводится в порядок, то есть скручивается в клубок. Напомню, это перенос РНК—>белок (трансляция). 

Остальной перенос информации от РНК на ДНК, от РНК на РНК, от ДНК на белок, а также интересный случай перенсения информации из белка на белок и как на это смотрит  Догма, мы рассмотрим с следующей главе. А на завершение тест по материалу:

I.Трансляция это:
1. что-то из радио и телевидения?
2. процесс считывания информации с мРНК рибосомой и синтез белка.
3. я все еще путаю транскрипцию и трансляцию.

II.Молекулярные биологи это:
1. недоученные биохимики.
2. ученые, работающие с двумя типами биологических полимеров.
3. согласен с определением по Юзу Алешковскому

III.Рибосома это:
1. такая рыба
2. путаю с хромосомой
3. молекулярная машина, с помощью которой происходит процесс трансляции. 

IV.Нуклеотидов в природе:
1. 20
2. 4 в ДНК плюс 4 в РНК. Вместе получается 5.
3. 22+X(Y)

 

Реклама

26 Responses to Центральная догма молекулярной биологии. Часть 1.

  1. На последний вопрос не нашлась, что ответить 🙂 по моим обрывочным воспоминаниям, их не меньше пяти 😉 Урацил потерялся 🙂
    Рискну показаться неоригинальной — но куда подевалась ? времени нет? жалко же…

  2. Всё-таки о неядерной ДНК стоило бы упомянуть. Дабы «не вводить в соблазн малых сих» :о)

  3. так, не путай людей! Должны запомнить 4! Хотя ты права, пожалуй надо уточнить. Что касается старого журнала, то его нет и больше не будет. Решено!

  4. Я колебалась, рассказывать ли про разные типы РНК, структурную организацию гена (хотя это я наверное попозже все-таки расскажу), что такое собственно нуклеотид и аминокислота, понятие выродженности кода. Но потом остановилась на абсолютном минимуме. Хотя ты прав, в скобочках надо бы сказать про внеядерную ДНК.

  5. слушай! это классная идея! Я твой коммент прикрою и еще раз «уточню» (мерзко хихикает)

  6. А с такими оговорками половина поста будет в скобочках: (универсальный) генетический код, ДНК (->) РНК и т.п. 🙂 не припомню тут правил без исключений.
    Но черт возьми, я тобой горжусь. Я бы такой просветительский реcурс не осилила. Решпект.

  7. интересно и даже понятно:)

  8. насправді, якщо у все це вдуматися, то може поїхати дах.
    мікроскопічні машини всередині нас… вмикаються — вимикаються

  9. ну так, мене це досі вражає. Особливо, коли маю справу з регуляцією цієї машинерії.

  10. Доведеться перечитати спочатку!

  11. знов відчув себе студентом 🙂

  12. Які є стратегії утворення ДНК із РНК, допоможіть будь-ласка!!!!!!!!!!!

  13. Які є стратегії утворення ДНК із РНК, допоможіть будь-ласка!!!!!!!!!!!

  14. реверс-транскрипція. хоча питання дуже дивне насправді. дивлячись для чого вам треба відповідь

  15. реверс-транскрипція. хоча питання дуже дивне насправді. дивлячись для чого вам треба відповідь

  16. якщо ви маєте на увазі де зустрічається таке явище, то воно є у ретровірусів, у еукаріот міграція транспозонів по геному здійснюється також частково через зворотню транскрипцію, зворотня транскриптаза це також складова ферменту теломерази, яка добудовує відщеплений шматок теломери

  17. якщо ви маєте на увазі де зустрічається таке явище, то воно є у ретровірусів, у еукаріот міграція транспозонів по геному здійснюється також частково через зворотню транскрипцію, зворотня транскриптаза це також складова ферменту теломерази, яка добудовує відщеплений шматок теломери

  18. Аномальна матриця.Класична догма молекулярної біології стверджує,щоАномальна матриця.Класична догма молекулярної біології стверджує, що із дволанцюгової молекули ДНК інформація або переписується на нову дволанцюгову ДНК(реплікується), або переписується на одноланцюгову матричну РНК(транскрибується), з якої далі транслюється у білок. Чому,на вашу думку,існують стратегії,за яких матрицею для синтезу нової геномної дволанцюгової ДНК виступає РНК?

  19. Аномальна матриця.Класична догма молекулярної біології стверджує,щоАномальна матриця.Класична догма молекулярної біології стверджує, що із дволанцюгової молекули ДНК інформація або переписується на нову дволанцюгову ДНК(реплікується), або переписується на одноланцюгову матричну РНК(транскрибується), з якої далі транслюється у білок. Чому,на вашу думку,існують стратегії,за яких матрицею для синтезу нової геномної дволанцюгової ДНК виступає РНК?

  20. це вам для чого? це реферат вам треба? чи вас особисто цікавить? взагалі питання побудоване некоректно. що значить стратегії? в чому доцільність чи біологічний сенс? чи еволюційний сенс? чи що? що значить аномальна матриця? ніяка вона не аномальна. матриця як матриця. що, якщо в чиюсь догму не вписуються, то водразу аномальна? є думка, що вазаглі РНК еволюційно древніша, тому реверс транскрипція може бути таким собі атавізмом.

  21. це вам для чого? це реферат вам треба? чи вас особисто цікавить? взагалі питання побудоване некоректно. що значить стратегії? в чому доцільність чи біологічний сенс? чи еволюційний сенс? чи що? що значить аномальна матриця? ніяка вона не аномальна. матриця як матриця. що, якщо в чиюсь догму не вписуються, то водразу аномальна? є думка, що вазаглі РНК еволюційно древніша, тому реверс транскрипція може бути таким собі атавізмом.

  22. Хотілося б почути вашу думку? А для мене це потрібно, щоб взяти участь у турнірі з біології в Україні, а саме в обласному турнірі на Волині. Мені лише треба хоча б певні думки чи відповіді на це питання. Якщо зможете то надайте,будь-ласка, хоч якусь інформацію по даному питання!!!!!!!!!!!

  23. Хотілося б почути вашу думку? А для мене це потрібно, щоб взяти участь у турнірі з біології в Україні, а саме в обласному турнірі на Волині. Мені лише треба хоча б певні думки чи відповіді на це питання. Якщо зможете то надайте,будь-ласка, хоч якусь інформацію по даному питання!!!!!!!!!!!

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s

%d такие блоггеры, как: