Nguồn gốc, quá trình tiến hóa của DNA và hệ thống nhân đôi DNA (p-1)

Sự chuyển tiếp từ thế giới của RNA sang thế giới của DNA là một sự kiện lớn trong lịch sử của sự sống. Sự xuất hiện của DNA đòi hỏi sự xuất hiện các hoạt động của các enzyme đối với quá trình tổng hợp các tiền chất của DNA, phiên mã ngược các khuôn RNA và nhân đôi các phân tửDNA sợi đơn hoặc sợi đôi.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nguồn gốc, quá trình tiến hóa của DNA và hệ thống nhân đôi DNA (p-1) Nguồn gốc, quá trình tiếnhóa của DNA và hệ thốngnhân đôi DNA (p-1)Sự chuyển tiếp từ thế giới củaRNA sang thế giới của DNA làmột sự kiện lớn trong lịch sử củasự sống. Sự xuất hiện của DNAđòi hỏi sự xuất hiện các hoạtđộng của các enzyme đối với quátrình tổng hợp các tiền chất củaDNA, phiên mã ngược các khuônRNA và nhân đôi các phân tửDNA sợi đơn hoặc sợi đôi. Các sốliệu gần đây từ các lĩnh vực Sosánh Hệ gene, Sinh học cấu trúcvà Hóa Sinh đã cho thấy rằng rấtnhiều các hoạt động enzyme nàyđã được tạo ra không chỉ mộtlần. Điều này chỉ ra rằng sựchuyển tiếp từ hệ gene RNA sangDNA phức tạp hơn người ta nghĩtrước đây.Sự phân bố các họ protein khácnhau tương ứng với các hoạtđộng này ở ba lãnh giới của sựsống (Archaea, Eukarya vàBacteria) khá là khó hiểu. Trongnhiều trường hợp, Archaea vàEukarya có cùng một phiên bảncủa các protein này trong khiBacteria lại có một phiên bảnkhác. Tuy nhiên trong nhữngtrường hợp khác, ví dụthymidylate synthases hoặc DNAtopoisomerase type II, sự phânbố theo cây phả hệ của cácprotein này không tuân theo mộtmô hình đơn giản. Nhiều giảthuyết đã được đề xuất để giảithích những quan sát này, như sựxuất hiện độc lập của DNA và cácprotein tham gia nhân đôi DNA,sự chuyển các gene cổ và mấtgene hoặc sự thay thế theophương thức không tương đồnggiữa các loài. Chúng ta sẽ đánhgiá tất cả các giả thuyết đó trongbài này với việc nhấn mạnh hơnvề các đề xuất rằng virus đã đóngmột vai trò quan trọng trongnguồn gốc và sự tiến hóa của cácprotein tham gia nhân đôi DNAvà có khả năng chính cả bản thânDNA.Giới thiệuMọi sinh vật cấu tạo từ tế bào đềucó hệ gene DNA sợi kép vì vậynguồn gốc DNA và cơ chế nhân đôicủa DNA là một vấn đề quan trọngtrong sự hiểu biểu của chúng ta vềsự tiến hóa của sự sống xa xưa. Đãcó lúc nhiều nhà Sinh học phân tửtin rằng sự sống mặc nhiên bắt đầubằng sự xuất hiện trước tiên củaDNA. Watson và Crick thậm chí đềxuất rằng DNA có thể nhân đôi màkhông cần protein, và tự hỏi liệucó cần một enzyme đặc biệt để tiếnhành phản ứng polymer hóa haychuỗi xoắn đơn có thể hoạt độngnhư một enzyme. Những quanniệm cực đoan như vậy phù hợpvới ý kiến cho rằng DNA là mộttinh thể không có tính trật tự màSchroedinger đã dự đoán trongcuốn sách có nhiều ảnh hưởng, Sựsống là gì của ông. Tình thế đãthay đổi, và các kết quả thựcnghiệm qua nhiều thập kỷ đã thuyếtphục chúng ta rằng quá trình tổnghợp và nhân đôi DNA thực tế đòihỏi rất nhiều protein. Chúng ta cóthể chắc chắn rằng DNA và cơ chếtổng hợp DNA xuất hiện sau tronglịch sử sự sống xa xưa, và DNA cónguồn gốc từ RNA trong một thếgiới của RNA và protein. Vì vậynguồn gốc và sự tiến hóa của cáccơ chế nhân đôi DNA xảy ra ở mộtthời kỳ trọng yếu của tiến hóa sựsống, trải từ giai đoạn sau của thếgiới RNA và sự xuất hiện của TổTiên Chung Cuối Cùng (LUCA-Last Universal Cellular Ancestor)cho đến ba lãnh giới của sự sốngngày nay. Đây là lúc chúng ta cóthể hào hứng tìm hiểu chi tiết vềcác cơ chế trổng hợp tiền chất củaDNA và sự nhân đổi DNA thôngqua So sánh Hệ gene và Sinh họcPhân tử để lần theo lịch sử củachúng.