분자 생물학 의 핵심 교리는 유전 물질이 RNA로 전사 된 다음 단백질로 번역된다고 말합니다.
즉,이 분야에서는 유기체의 정보 흐름이 한 방향으로 만 진행되는 것으로 간주됩니다. 유전자는 RNA로 전사됩니다.
이 접근법은 데 옥시 리보 핵산 (DNA) 분자의 전달 기능이 발견 된 지 몇 년 후인 1971 년에 공개되었습니다.
Francis Crick은 당시 이용 가능한 정보를 사용하여 유전 정보의 전달을 설명함으로써이 아이디어를 폭로 한 과학자였습니다.
동시에 Howard Temin은 RNA가 DNA 합성에 기여할 수있는 가능성을 예외적이지만 가능한 경우로 제안했습니다.
이 제안은 교리의 인기와 특정 RNA 바이러스에 감염된 세포에서만 가능할 수있는 과정 이었기 때문에 과학계에서 인기를 얻지 못했습니다.
분자 생물학은 무엇을 연구합니까?
인간 게놈 프로젝트에 따르면 분자 생물학은 "생물학적으로 중요한 분자의 구조, 기능 및 구성에 대한 연구"라고합니다.
보다 구체적으로 분자 생물학은 유전 물질의 복제, 전사 및 번역 과정의 분자 기반을 연구합니다.
분자 생물 학자들은 DNA, RNA 및 단백질 합성 측면에서 세포 시스템이 상호 작용하는 방식을 이해하려고 노력하고 있습니다.
분자 생물학자는 자신의 분야에서만 사용되는 기술을 사용하지만 유전학 및 생화학 분야에서보다 일반적인 다른 기술과 결합합니다.
그의 방법의 대부분은 정량적이기 때문에이 학문과 컴퓨터 과학의 인터페이스, 즉 생물 정보학 및 / 또는 컴퓨터 생물학에 높은 관심이있었습니다.
분자 유전학은 분자 생물학에서 매우 중요한 하위 분야가되었습니다.
분자 생물학의 중심 교리는 어떻게 작동합니까?
이 아이디어를 옹호 한 사람들에게 프로세스는 다음과 같습니다.
유전 정보의 이전
1865 년 그레고르 멘델의 작품. 그들은 프리드리히 미셔가 1868 년에서 1869 년 사이에 발견 한 DNA 분자를 허용하는 유전 적 유전의 선행을 의미합니다.
DNA의 주요 구조를 알면 동일한 합성 과정과 유전 정보가 암호화되는 방식을 알 수 있습니다.
DNA 복제
그런 다음 DNA의 2 차 구조의 발견으로 오늘날 잘 알려진 이중 나선 구조를 모델링 할 수 있었지만 당시에는 상당한 계시였습니다.
이러한 계시는 유사 분열에 의한 분열로 구성되고 유전 물질을 보존하기 위해 사전 복제가 필요한 세포 생존을위한 중요한 과정 인 DNA 복제에 대한 탐구를 불러 일으켰습니다.
1958 년 Matthew Meselson과 Frank Stahl은 체인 중 하나가 보존되어 있고 보완을 합성하는 템플릿 역할을하기 때문에이 복제가 반 보수적이라고 확인했습니다.
이 과정에서 DNA 중합 효소와 같은 단백질이 개입하여 원본을 주형으로 사용하여 새로운 사슬에 뉴클레오타이드를 추가합니다.
DNA 전사
이 과정의 발견과 설명은 DNA와 단백질이 세포의 다른 위치에있을 때 어떻게 관련되어 있는지에 대한 질문에 답했습니다.
이 관계를 가능하게 한 중간 분자는 성숙한 리보 핵산 (RNA)으로 밝혀졌습니다.
특히 RNA 중합 효소는 DNA 가닥 중 하나에서 주형을 가져와 새로운 RNA 분자를 형성하는 분자입니다. 이것은 염기의 상보성에 따라 발생합니다.
즉, DNA의 한 부분에서 얻은 정보를 mRNA (messenger RNA) 조각으로 재현하는 과정입니다.
전사의 산물은 메신저 RNA (mRNA)의 성숙한 가닥입니다.
RNA 번역
최종 단계에서 성숙 메신저 RNA (mRNA)는 단백질 합성을위한 템플릿 역할을합니다. 여기서 리보솜은 전달 RNA tRNA의 분자와 함께 개입합니다.
각 리보솜은 코돈이라고하는 mRNA 뉴클레오티드의 트리오를 해석하고 각 tRNA가 가지고있는 안티코돈으로 보완됩니다.
이 tRNA는 폴리펩티드 사슬에 맞는 아미노산을 가지고 있으므로 올바른 형태로 접 힙니다.
원핵 세포에서는 전사와 번역이 함께 일어날 수있는 반면, 진핵 세포에서는 전사가 세포핵에서 일어나고 번역은 세포질에서 일어난다.
교리의 극복
1960 년대에 일부 바이러스는 세포가 RNA를 DNA로 "역전사"시키는 것을 가능하게하는 것으로 나타났습니다.
이것이 바로 역전사 효소 (RT) 단백질의 경우로, 이는 주형 HIV RNA를 사용하여 proviral DNA의 이중 가닥을 합성하여 세포 DNA에 통합하는 역할을합니다.
이 단백질은 현재 실험실에서 사용되고 있으며 1975 년에 Howard Temin, David Baltimore 및 Renato Dulbecco가 노벨 의학상을 수상했습니다.
다른 한편으로, 이미 가지고있는 것으로부터 RNA 사슬을 합성 할 수있는 RNA로 만들어진 다른 바이러스가 있습니다.
이 변경의 또 다른 가능한 원인은 단백질의 발현과 하나 이상의 유전자의 전사 과정에 영향을 미치는 유전자의 조절 서열의 결함에서 찾을 수 있습니다.
이러한 발견은 암 질환, 신경 퇴행성 질환 또는 합성 생물학과 관련된 분자 생물학 분야의 많은 연구의 기초가되었습니다.
요컨대, 분자 생물학의 중심 교리는 유기체에서 유전 정보의 흐름이 어떻게 작동하는지 설명하려는 시도였습니다.
이 시도는 우리가 현실에 더 가까운 설명을 제공 할 수 있도록 수년간의 과학적 연구 끝에 극복되었습니다.
참고 문헌
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