معلومة

هل يمكن للريبوسومات قراءة ssDNA؟

هل يمكن للريبوسومات قراءة ssDNA؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

سؤالي هو ما إذا كانت الترجمة يمكن إجراؤها ، إما بشكل طبيعي أو اصطناعي ، من خلال قراءة ريبوسوم (DNA أحادي الجديلة) مباشرة. إذا لم يكن الأمر كذلك ، أود أن أعرف ما الذي يسمح بترجمة ssRNA وليس ssDNA.


ملخص

RNAs الرسول التي يتم تجنيدها في الريبوسوم لتخليق البروتين في الجسم الحي، تحتاج إلى تلبية متطلبات هيكلية معينة ويجب أن تتفاعل مع عوامل بدء البروتين التي تنقلها إلى الريبوسوم. لا يحتوي الحمض النووي أحادي السلسلة (ssDNA) على هذه الخصائص الهيكلية وبالتالي لا يمكن ترجمته على الريبوسومات في ظل الظروف الطبيعية.

لم تنجح محاولة واحدة تم الإبلاغ عنها لترجمة نظائرها المستندة إلى deoxyribose لهذه mRNAs في ظل ظروف مكافئة لتلك الموجودة داخل الخلية. وهكذا ، على الرغم من أن التجارب تشير إلى أن ssDNA قد يكون قادرًا على ربط RNA الناقل والسماح ببعض التوليف متعدد الببتيد في ظل ظروف غير فسيولوجية ، فإن هذا يعكس فقط جوانب التخليق الحيوي للبروتين التي تتضمن تفاعلات الاقتران الأساسي بين الرسالة و RNAs الأخرى المشاركة في الترجمة. على النقيض من ذلك ، فإن المراحل التي ينطوي عليها اختيار كودون البدء الأول والتعرف على أكواد الإنهاء تتضمن تفاعلات بين عوامل البروتين والرسالة ، حيث قد يكون التعرف على مجموعة الهيدروكسيل في الموضع 2ʹ (والتمييز بين الثايمين واليوراسيل) جيدًا تحدث وستمنع ترجمة رسالة ssDNA الاصطناعية.

إذا لم يحدث في الواقع أي تمييز ضد الحمض النووي لمكونات الحمض النووي الريبي الريبوزومي ونقل الحمض النووي الريبي لجهاز الترجمة ، فقد يكون هذا بسبب ظهور النظام في "عالم الحمض النووي الريبي" قبل تطور الحمض النووي ، ولأن الحمض النووي الريبي الحر في الخلية يحتوي على لم يكن أبدًا منافسًا لـ mRNA للريبوسومات ، خاصة بعد ظهور أنظمة بروتينية معقدة لاختيار كودون البدء المناسب.

التفاعلات الفسيولوجية المعاصرة للرنا المرسال مع الريبوسومات

تعد ترجمة mRNA بواسطة الريبوسومات (التخليق الحيوي للبروتين) عملية معقدة يمكن تقسيمها إلى عدد من المراحل ، تتضمن كل منها عمومًا مجموعة متنوعة من جزيئات الحمض النووي الريبي والبروتين - عوامل البدء (IF) وعوامل الاستطالة (EF) وعوامل الإنهاء أو الإطلاق (الترددات اللاسلكية). يُنصح القارئ الذي ليس على دراية بهذا الأمر بقراءة نص كتابي مثل ذلك الموجود في الفصل 29 من بيرج وآخرون.. ومع ذلك ، للتلخيص باختصار ، فهي: اختيار AUG الصحيح (عادةً) على mRNA للبدء ، والربط المعتمد على IF من البادئ- tRNA إلى موقع P ، والترابط المعتمد على EF والموجَّه من الكودون لـ elongator-tRNA ، تكوين رابطة الببتيد المحفز بواسطة الوحدة الفرعية الريبوزومية الكبيرة ، الانتقال المعتمد على EF ، وفي النهاية إطلاق الكودون الموجه والمعتمد على التردد الراديوي لسلسلة البولي ببتيد المكتملة.

الخطوة الأولى ، حاسمة لربط mRNAs الطبيعية - موضوع هذا السؤال. في ظل الظروف الخلوية الطبيعية ، تمتلك بدائيات النوى وحقيقيات النوى طرقًا مختلفة لضمان تفاعل الريبوسوم مع كودون mRNA الصحيح لبدء الترجمة. في بدائيات النوى ، يجب أن تتفاعل إشارة محددة مرتبطة بالريبوسوم (تسلسل Shine و Dalgarno) مع الرنا الريباسي 16S ويشارك بروتين عامل بدء معين في هذه الخطوة. في حقيقيات النوى ، تتمثل الطريقة الرئيسية في التعرف على بنية 5ʹ معدلة على الرنا المرسال وفك الهيكل الثانوي ، والذي يتم تعديله أيضًا بواسطة عوامل بدء البروتين.

إنني على علم بتقرير واحد عن محاولة ترجمة نظير قائم على الحمض النووي لهياكل mRNA الطبيعية هذه تحت أي ظروف. كان هذا من قبل داميان وآخرون. (Biochim. Biophys. Res. Commun 385، 296-301 (2009)) ، ولم تنجح ، على الرغم من أن الطرق الفيزيائية تشير إلى الارتباط بالريبوسوم. أتخيل أن التعرف على عوامل بدء البروتين لم يحدث ، لكن لا يمكنني التأكد من أن الاقتران الأساسي بـ 16S rRNA قد تم إعاقته أيضًا.

بغض النظر ، يمكن للمرء أن يجيب على السؤال المطروح:

تشرح حقيقة أن الحمض النووي `` العشوائي '' أحادي السلسلة يفتقر إلى السمات الهيكلية لاختيار كودون البدء الصحيح سبب عدم ترجمته في ظل الظروف الطبيعية - لا يمكن أن يرتبط بالريبوسوم.

أنظمة اصطناعية لتخليق البروتين

لم تظهر التفاصيل الكاملة لردود الفعل على الريبوسوم إلا بشكل تدريجي. ومع ذلك ، فإن عدم فهم ميزات الرنا المرسال الطبيعي المطلوبة للارتباط بالريبوسوم لم يمنع تشريح الخطوات اللاحقة للتخليق الحيوي للبروتين ، ولا استخدام الأنظمة الريبوزومية لفك الشفرة الجينية. هذا لأنه كان من الممكن تجاوز الخطوات الأولية باستخدام ظروف غير فسيولوجية مناسبة ، والتي سمحت للعديد من النيوكليوتيدات أو ثلاثيات قليلة النوكليوتيد بالارتباط بالريبوسوم ، حيث كانت التفاعلات الإضافية ممكنة ، وإن كانت بشكل عام أقل كفاءة مما كانت عليه في الخلية. تضمنت هذه الظروف تركيزات عالية من أيونات المغنيسيوم وبعض المضادات الحيوية التي تؤثر على دقة تخليق البروتين. وقد اقترح أن تحييد الشحنة على العمود الفقري للفوسفات من الحمض النووي الريبي بواسطة Mg2+ يعزز (التفاعلات غير المحددة للكارهة للماء في قناة ربط الرنا المرسال ، وأن المضادات الحيوية تثبت حالة الريبوسوم التي يمكن أن يرتبط فيها amino-acyl tRNA بسهولة أكبر (وبالتالي تعزيز ارتباط polynucleotides عن طريق الاقتران الأساسي). الكودونات المرتبطة بالهيدروجين إلى مضادات الكودونات المماثلة لـ tRNA ، تعتمد تفاعلات الاستطالة اللاحقة على مكونات الريبوسوم بخلاف المرسال الاصطناعي.

وبالتالي ، فقد تم فك شفرة الشفرة الجينية باستخدام أنظمة خالية من الخلايا البكتيرية تمت إضافتها إلى عديد نيوكليوتيدات اصطناعية بسيطة ، تفتقر إلى تسلسل Shine و Dalgarno أو بدء (أو إيقاف) الكودونات ؛ ومن خلال التجارب التي ارتبطت فيها amino acyl-tRNAs بكودونات ثلاثية في غياب كل من IFs و EFs. تم تشريح تفاعلات جزئية أخرى لتخليق البروتين بشكل مصطنع - تمت دراسة تفاعل peptidyl transferase على وحدات فرعية معزولة 50S باستخدام جزء فقط من tRNA و puromycin عن طريق إجراء التفاعل في 50٪ إيثانول!

تجارب مع الحمض النووي أحادي الجديلة

من خلال فهم أن الريبوسومات يمكن تحفيزها لربط وترجمة oligo-ribonucleotides "non-mRNA" في ظل ظروف اصطناعية معينة ، فنحن في وضع يسمح لنا بالنظر في أهمية تقارير ترجمة oligo-deoxyribonucleotides - ssDNA.

أظهرت التجارب الأصلية في هذا المجال التي أجراها مكارثي وهولاند في عام 1965 أن الحمض النووي المشوه من مصادر مختلفة (بما في ذلك الخلايا الحيوانية) يمكن أن يحفز دمج الأحماض الأمينية المشعة في نظام خالٍ من الخلايا البكتيرية ، لكن هذا يعتمد على وجود المضادات الحيوية. علاوة على ذلك ، فقد تبين في مختبر Khorana أن بعض أنواع poly-deoxynucleotides الاصطناعية (المماثلة لـ poly-ribonucleotides التي استخدمها لفك الشفرة الوراثية) كانت نشطة. وبالتالي ، يبدو أنه في ظل الظروف غير الفسيولوجية التي تفضل الارتباط المختلط لـ poly- and oligo-ribonucleotides ، هناك بعض الارتباط لـ ssDNA ، والترجمة اللاحقة.

ورقة بقلم ريكر وكاجي ذكرهاMesentery - تشير إلى أن oligodeoxynucleotides يمكن أن تعمل في بعض التفاعلات الجزئية (ربط fmet-tRNA) ولكن ليس في تفاعلات أخرى. على وجه الخصوص ، لم يكن من الممكن إجراء تفاعل إنهاء يعتمد على التردد الراديوي مع قليل النوكليوتيدات التي تحتوي على أكواد إنهاء ، ولكن - في حالة وجود مضادات حيوية - إنهاء مستقل عن عوامل الإطلاق فعلت تحدث.

وبالتالي ، من الواضح أن هذه التجارب التي يتم فيها ترجمة ssDNA على الريبوسومات ليس لها أهمية فسيولوجية. ومع ذلك ، لا يزال من المناسب طرح مكمل لسؤال الملصق ، فلماذا يعمل النظام على الإطلاق؟

لماذا الديوكسيريبوز (والثايمين) ليس التمييز ضده في ظل ظروف اصطناعية؟

إنزيمات تخليق وتدهور الأحماض النووية - RNA و DNA polymerases ؛ ribonucleases و deoxyribonucleases - خاصة إما RNA أو DNA (أو في بعض الحالات DNA / RNA hybrids). هذا مهم لضمان قيامهم بوظائفهم المحددة ، وربما نتيجة حتمية لطبيعة ردود أفعالهم - صنع أو كسر روابط السكر والفوسفات. نحن هنا نتعامل مع التحفيز بواسطة إنزيم بروتيني يربط هذه الهياكل في موقعها النشط.

في المقابل ، تتضمن تفاعلات تخليق البروتين تلك التي يمكن تخفيف متطلباتها في ظل ظروف غير فسيولوجية تفاعلات الاقتران الأساسي. في الريبوسومات الحديثة يمكن تحسينها من خلال البروتينات المرتبطة بها ، ولكن يُعتقد أن الأخير تطور فقط في وقت لاحق. قد يُنظر إلى الظروف الاصطناعية ، مثل التركيزات العالية من أيونات المغنيسيوم أو المضادات الحيوية ، على أنها تسمح بالتفاعلات الأساسية التي كانت موجودة في "الريبوسومات البولي". وبالطبع عندما تتشكل هجائن DNA / RNA بسهولة ، فإن مشاركة الحمض النووي في مثل هذه التفاعلات ليست مفاجئة. (في عالم الحمض النووي الريبي "ur-ribosomes" - أو حتى عالم RNA / البروتين - لن تكون هناك حاجة للتمييز ضد الحمض النووي ، لأنه لم ينشأ بعد. وكيميائيًا ، يمكن استبدال الهيدروجين لمجموعة الهيدروكسيل لا تعيق التفاعل - في أسوأ الأحوال لن يؤدي إلا إلى إضعافه.)

من الملائم أن تعتمد ردود أفعال الإنهاء والاختيار المعاصر لـ AUG على تفاعل بروتين RNA. قد تتضمن هذه التعرف على الريبوز وكذلك التسلسل الأساسي ، وشرح ملاحظات ريكر وكاجي وداميان وآخرون.، المذكور أعلاه.


سؤالي هو ما إذا كان يمكن إجراء الترجمة ، إما بشكل طبيعي أو اصطناعي ، من خلال قراءة الريبوسوم (الحمض النووي أحادي الجديلة) مباشرة.

تشارك الريبوسومات في ترجمة الرنا المرسال إلى بروتينات. راجع مقالة ويكيبيديا لمزيد من المعلومات

إذا لم يكن الأمر كذلك ، أود أن أعرف ما الذي يسمح بترجمة ssRNA وما الذي يسمح بترجمة ssDNA.

إن "إذا لم يكن" لا معنى له لأن الإجابة بنعم أو لا على السؤال الأول ليس لها علاقة كبيرة بالسؤال الثاني.

يشير ssRNA و ssDNA إلى المادة الوراثية لبعض الفيروسات. في معظم الأوقات ، لا أعتقد أننا نستخدم المصطلحين ssDNA و ssRNA للإشارة إلى فيروس ينقل الحمض النووي الريبي إلى الحمض النووي ، لذا فإن سؤالك غير واضح ومربك.

تقوم بعض الفيروسات بنسخ الحمض النووي الريبي العكسي إلى الحمض النووي. يفعلون ذلك مع النسخ العكسي.

ما أريد أن أعرفه من السؤال الثاني هو ما هي الخصائص التركيبية أو الكيميائية التي تسمح بقراءة الحمض النووي الريبي وليس الحمض النووي.

أوه أعتقد أنني فهمت سؤالك ...

لا يمكن ترجمة الحمض النووي المزدوج الذي تقطعت به السبل بواسطة الريبوسوم بالتأكيد. أفترض أن ssDNA يمكن أن يصلح في النهاية إلى الريبوسوم (أو معدّل قليلاً) ، ومع ذلك ، يجب تكييف الحمض الريبي النووي النقال لاستخدامتيو لايو. أنا لست عالم أحياء جزيئية ولا أستطيع أن أقول أكثر من ذلك.

أريد أن أعرف كيف أن الحمض النووي يفتقر إلى مجموعة 2-هيدروكسي واستخدام الثايمين بدلاً من اليوراسيل يجعله غير قابل للقراءة بالنسبة للريبوسوم

لا أعرف ما إذا كان الأمر كذلك ، وإذا حدث ، فلا أعرف لماذا! عذرًا ، لا يمكنني المساعدة أكثر!


شاهد الفيديو: هل الأنبياء معصومون من الخطأ حقا الإجابة مدهشة تماما (قد 2022).


تعليقات:

  1. Langston

    أنا أتعاطف معك.

  2. Dailrajas

    لصباح إيجابي ، أحتاج فقط إلى قراءة منشورتين في القسم المفضل لدي في مدونتك

  3. Yaakov

    كان من المثير للاهتمام القراءة.

  4. Reeya

    ومن المثير للاهتمام القيام به. يلمس الروح تقريبًا ، يجعلك تضحك على بقية المدونات. لكن الموضوع غير مغطى بالكامل. أين يمكنني أن أقرأ عن هذا بالتفصيل؟ مع أطيب التحيات ، spambot :)

  5. Daishicage

    شكرًا على التفسير ، أنا أيضًا أعتبر أنه كلما كان ذلك أسهل ، كان ذلك أفضل ...



اكتب رسالة