Dogma centrale di molecole e processi di biologia molecolare coinvolti

Lui Dogma centrale di biologia molecolare Stabilisce i criteri, generalmente accettati dai moderni biologi, sul flusso di informazioni genetiche negli esseri viventi, che coinvolgono sia molecole che processi.

In definitiva, l'enfasi del dogma cade sull'irreversibilità del flusso di informazioni biologiche. Una volta che si manifesta sotto forma di peptidi, non puoi tornare. Cioè, il flusso di informazioni genetiche è irreversibile e segue la direzione del DNA → proteine, mai proteine ​​→ DNA.

Illustrazione del dogma centrale di biologia molecolare

La storia ha dimostrato, tuttavia, che il flusso di informazioni genetiche negli esseri viventi e nei virus è molto più complesso di questo.

Il "dogma" originale è stato proposto da Francis Crick negli anni '50, in termini di comprensione del processo di sintesi proteica.

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Molecole e processi coinvolti

Le molecole biologiche informative si riferivano.

Tuttavia, dal punto di vista del dogma originale, non tutto il DNA o tutto l'RNA partecipa al flusso di informazioni sul DNA → proteine, in quanto lo stabilisce. Tutti i peptidi sì.

- DNA che codifica per proteine ​​e altre biomolecole

Il primo postulato del dogma stabilisce che tutte le informazioni biologiche che specificano le caratteristiche e il potenziale di qualsiasi organismo vivente sono registrate nel suo DNA.

Queste informazioni ovviamente includono i geni che codificano per le proteine. Ma il DNA codifica non solo per i peptidi, ma anche per altre biomolecole di RNA con la propria funzione.

Un importante corollario di questo primo postulato è che le informazioni memorizzate nel DNA vengono copiate in molecole identiche. Questo processo è chiamato replicazione del DNA (DNA → DNA) ed è effettuato da DNA polimerasi.

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- Trascrizioni RNA Carrier di un messaggio peptidico e altre biomolecole

Il secondo postulato del dogma stabilisce che un gene che codifica per un peptide è trascritto da una RNA polimerasi (trascrittasi) a un RNA messaggero (RNAM), cioè DNA → RNA. Ma il DNA codifica anche per altre biomolecole funzionali che non sono peptidi.

Questi geni sono anche soggetti alla trascrizione da specifico RNA polimerasi per dare origine ad ARN con la propria funzione.

I ribosomi, ad esempio, sono costituiti da proteine ​​e molecole di RNA. Le molecole di RNA ribosomiale sono codificate nel DNA nei geni ribosomiali così chiamati (DNA).

C'è una vasta gamma di ARN che svolgono la loro funzione così come sono, senza la necessità di essere tradotti. Tutti sono codificati nel DNA.

Questi ARN includono, tra gli altri, gli ARN di trasferimento, ciascuno codificato dal proprio gene, i piccoli arne nucleari, i piccoli nucleolari, i microarn, ecc.

- I peptidi sono tradotti dai loro mRNA specifici

Il terzo postulato del dogma stabilisce che gli RNM sono substrati di ribosomi. Questi convertono un messaggio codificato nei nucleotidi in uno codificato negli aminoacidi attraverso il processo di traduzione biologica, cioè RNA → peptide.

Questo è il modo in cui, dalla prospettiva più semplice, il flusso di informazioni di un gene che codifica per un peptide viene verificato quotidianamente in tutti gli esseri viventi. Tuttavia, questo dogma è cambiato molto dal suo approccio originale a Francis Crick negli anni '50 per poter riflettere una realtà più complessa.

Visione molto riassunta del dogma centrale di biologia molecolare. Traduzione del DNA → peptide, è stato raggiunto sperimentalmente solo nei batteri con una mutazione molto particolare e in condizioni sperimentali eccezionali. Sono stati formati solo pochissimi collegamenti peptidici. Fonte: Centraldogma1970.SVG: KooneeDorivative Work: Ortisa/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/2.5)

Eccezioni del dogma

Le "eccezioni del dogma" così chiamate sono piuttosto complete. Quando si considera all'interno del dogma ciò che accade con le entità biologiche che chiamiamo virus, il panorama cambia un po '.

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È vero che negli organismi cellulari tutte le informazioni genetiche sono codificate sotto forma di molecole di DNA a doppia banda, che sono raddoppiate dalla replicazione (DNA → DNA). Ma nel mondo dei virus troviamo genomi non solo del DNA, ma anche dell'RNA.

Alcuni di questi ARN producono copie di se stessi attraverso un processo di replicazione dell'RNA (cioè RNA → RNA). Gli enzimi responsabili di questo processo sono chiamati repliche.

D'altra parte, sebbene sia vero che le porzioni di DNA possono essere trascritte nelle molecole di RNA mediante trascrizione (DNA → RNA), è anche possibile il contrario.

Cioè, ci sono molecole di RNA che possono essere trascritte (retrò) al DNA attraverso un processo di trascrizione inverso (RNA → DNA). Questa attività enzimatica viene svolta da una trascrittasi inversa.

Infine, come avevamo già menzionato, non tutti i geni codificano per i peptidi e non tutti gli RNA sono RNM.

Che questi sono i più "importanti" perché danno origine agli esecutori delle funzioni in una cella è vero. Che i peptidi (e le proteine ​​omo-e peptidiche) sono informaticamente molto complessi, è anche vero. Ma senza gli altri arne che non sono arnm, la vita non sarebbe possibile.

Inoltre, ci sono trascrizioni di RNA che hanno attività enzimatica per se stessi (i ribzimi o ARN con attività catalitica). In questo caso, quindi, raggiungere il peptide non è l'obiettivo informativo finale.

Riepilogo dei postulati di dogma

In breve, il dogma "arricchito" lo stabilisce:

1. Le molecole che memorizzano le informazioni genetiche degli esseri viventi e dei virus sono in grado di generare copie di se stessi mediante sintesi omocatalitica (replicazione)

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- DNA → DNA

- RNA → RNA

2. Le reazioni eterocatalitiche (trascrizione) degli acidi nucleici possono generare messaggeri proteici, molecole di RNA strutturale e/o funzionali, ribozimi o persino genomi virali da due percorsi diversi:

(a) Trascrizione, RNA → Arnm, Arnsn, Arnsno, Arnr, Microarn, Arns, Arnt, RNA, Ribzymes, ecc.

(b) Trascrizione inversa, RNA → DNA, in particolare virus e trasposoni, attraverso un'attività che verifica rigorosamente negli ambienti cellulari. Cioè, la trascrizione inversa è un'attività cellulare, sebbene siano usate per essa, ad esempio, enzimi virali.

3. Gli MNA cellulari sono tradotti in un polipeptide specifico. Alcuni virus, tuttavia, hanno un genoma con la struttura ARNM, che li rende il proprio messaggero. Cioè, ci sono genomi virali che possono essere tradotti direttamente.

4. Una volta che le informazioni biologiche vengono tradotte in un peptide, non è possibile seguire il percorso inverso. Cioè, non è possibile né peptide → peptide, né peptide → RNA, né peptide → DNA.

Riferimenti

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