Luận thuyết trung tâm của sinh học phân tử

Luận thuyết trung tâm của sinh học phân tử được đề xướng bởi Francis Crick vào năm 1958 và được nhắc lại trong bài báo của Nature ấn hành vào năm 1970. Định nghĩa chính xác là: Luận thuyết trung tâm của sinh học phân tử quan tâm đến việc vận chuyển từng phần một cách chi tiết của thông tin trình tự.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận thuyết trung tâm của sinh học phân tửLuận thuyết trung tâm của sinh họcphân tử được đề xướng bởi FrancisCrick vào năm 1958 và được nhắclại trong bài báo của Nature ấnhành vào năm 1970. Định nghĩachính xác là: Luận thuyết trung tâm của sinh học phân tử quan tâm đến việc vận chuyển từng phần một cách chi tiết của thông tin trình tự. Nó khẳng định rằng những thông tin đó không thể được vận chuyển từ protein đến protein hay nucleic acid khác.Hay nói một cách khác, một khithông tin đã vào protein, nó sẽkhông đi ngược trở lại nucleicacid.Luận thuyết trung tâm thường bịhiểu không đúng. Nó thường bịnhầm lẫn với đường đi chuẩn củadòng thông tin từDNA đến RNA đến protein. Cómột số ngoại lệ được biết đến sovới đường đi chuẩn của dòngthông tin và những cái này đượcxem là ngoại lệ của luận thuyếttrung tâm.Đường đi của dòng thông tinchuẩn có thể được tóm tắt mộtcách vắn tắt và đơn giản hóa làDNA tạo ra RNA tạo raproteins, để rồi nó lại tiếp tục hỗtrợ cho cho hai bước trước cũngnhư cho quá trình nhân đôi củaDNA, hay đơn giản là DNA →RNA → protein. Quá trình nàyvì thế được tách làm 3 giaiđoạn: phiên mã, dịch mã, và táitạo. Nhờ có các tri thức mới vềquá trình xử lí RNA, một bướcthứ tư (nằm ở giữa bước 1 và 2cũ, nhằm chuyển từ pre-mRNAtrở thành mRNA hoàn chỉnhbằng cách loại bỏcác intron không có giá trị về ditruyền, được phát hiện: cắtxén (splicing).Phiên bản năm 1970 của LuậnThuyết Trung Tâm. Mũi tên chobiết dòng thông tin. Mũi tên đặcbiểu diễn dòng thống tin xảy ra,trong khi mũi tên chấm biểu diễndòng thông tin có khả năng.Chú ý là dòng thông tin từproteins đến RNA hay DNAđược xem là không thể (xảy ra.)Tái tạoTái tạo là đề cập đến quá trìnhnhân đôi ADN. Từ một phân tửADN xoắn kép nhân thành 2phân tử mới, diễn ra trong quátrình nhân đôi của tế bào(somatic cell).Phiên mãPhiên mã là quá trình mà tại đóthông tin di truyền chứa trongđoạn DNA được chuyển sangcho RNA thông tin (pre-mRNA)mới được tổng hợp. Tuy nhiên,chuỗi DNA có chứacả intron và exon, trong đó chỉ cóexon có vai trò chứa thông tin mãhóa cho protein. Nên phân tửRNA tạo ra được gọi là pre-mRNA. Nó cần phải được loại bỏcác intron không cần thiết. Quátrình này gọi làcắt xén.Cắt xénXem thêm cắt xén Trong tếbào eukaryote hay các tế bào đanhân khác, sản phẩm của phiênmã (pre-mRNA) cần được tinhgiản. Cụ thể là các (intron) bị loạibỏ. Bên cạnh việc loại bỏ cácintron, cơ chế cắt xén này chophép tạo ra các phân tử mRNAhoàn thiện khác nhau, vì trongphân tử RNA có nhiều exon vàviệc xuất hiện nhiều exon chophép biểu hiện thành nhiềuprotein liên quan nhau, tạo ra sựđa dạng về số lượng protein tạothành. Ví dụ là proteinfibronecitin. Tuy nhiên, khôngphải mọi tế bào sống đều có quátrình cắt xén; việc cắt xén khôngcó trong prokaryote. Điều nàycũng dễ hiểu vì chiều dài củamRNA hoặc DNA trong vi khuẩnrất ngắn, nên việc loại bỏ sự tồntại của các intron là cần thiết. Nógiúp làm tăng số lượng gene cóthể mã hóa lên.Dịch mãCuối cùng, mRNA trưởng thànhsẽ đi ra ngoài nhân và tìm đườngđến ribosome, tại đó nó sẽđược dịch mã. Trong các tếbào prokaryotic, nơi không cómàng ngăn nhân, ngay khi đầu 5cap của mRNA ló ra ngoài vị trítổng hợp của RNApolymerase thì ribosome sẽ tiếpcận và bắt đầu quá trình dịch mã.Vì thế trong vi khuẩn, quá trìnhphiên mã và dịch mã là đồngthời. Trong các tế bàoeukaryotic,do có màng nhân ngăn cách, việcphiên mã (trong nhân) diễn ratách biệt với việc dịch mã(trong tế bào chất). Vì thế mRNAphải được vận chuyển ra ngoàinhân tới tế bào chất, đến ERthô (rough endoplasmicreticulum), nơi mà phân tử RNAcó thể kết hợp với ribosome. Tạiđó, mRNA được đọc bởiribosome dưới dạng mã bộba (thuật ngữ tiếng Anhlà codon). Và bộ ba mở đầu(startcodon) đánh dấu bắt đầu mộtgene là AUG. Các bộ ba kếtthúc (stop codon) đánh dấu kếtthúc một gene là UAG, UGA,UAA. ...