- Cosa studia la biologia molecolare?
- Come funziona il dogma centrale della biologia molecolare?
- Trasferimento di informazioni genetiche
- Replicazione del DNA
- Trascrizione del DNA
- Traduzione dell'RNA
- Il superamento del Dogma
- Riferimenti
Il dogma centrale della biologia molecolare afferma che il materiale genetico viene trascritto in RNA e quindi tradotto in proteine.
Cioè, in questa disciplina si considera che il flusso di informazioni negli organismi vada in una sola direzione: i geni vengono trascritti in RNA.
Questo approccio è stato reso pubblico nel 1971, pochi anni dopo la scoperta della funzione di trasmettitore della molecola di acido desossiribonucleico (DNA).
Francis Crick, è stato lo scienziato che ha esposto questa idea descrivendo il trasferimento di informazioni genetiche utilizzando le informazioni che erano disponibili allora.
Parallelamente, Howard Temin ha proposto la possibilità che un RNA possa servire per la sintesi del DNA, come un caso eccezionale ma possibile.
Questa proposta non ha preso piede nella comunità scientifica data la popolarità del dogma e perché era un processo che sarebbe stato possibile solo nelle cellule infettate da alcuni virus a RNA.
Cosa studia la biologia molecolare?
La biologia molecolare è, secondo il Progetto Genoma Umano, "lo studio della struttura, funzione e composizione di molecole biologicamente importanti".
In particolare, la biologia molecolare studia le basi molecolari dei processi di replicazione, trascrizione e traduzione del materiale genetico.
I biologi molecolari cercano di capire come i sistemi cellulari interagiscono in termini di DNA, RNA e sintesi proteica.
Sebbene un biologo molecolare utilizzi tecniche esclusive del suo campo, le combina con altre più tipiche della genetica e della biochimica.
Gran parte del suo metodo è quantitativo, motivo per cui è sorto un forte interesse per l'interfaccia di questa disciplina e l'informatica: bioinformatica e / o biologia computazionale.
La genetica molecolare è diventata un sottocampo molto importante nella biologia molecolare.
Come funziona il dogma centrale della biologia molecolare?
Per coloro che hanno difeso questa idea, il processo è stato il seguente:
Trasferimento di informazioni genetiche
Le opere di Gregor Mendel, nel 1865. Hanno significato un antecedente dell'eredità genetica che consente la molecola di DNA, scoperta tra il 1868 e il 1869 da Friedrich Miescher.
Conoscere la struttura primaria del DNA, ha permesso di conoscere il processo di sintesi dello stesso e il modo in cui l'informazione genetica è codificata.
Replicazione del DNA
Quindi, la scoperta della struttura secondaria del DNA ha permesso di modellare la struttura a doppia elica che è così ben nota oggi, ma all'epoca è stata una vera rivelazione.
Questa rivelazione ha dato origine all'esplorazione della replicazione del DNA, un processo vitale per la sopravvivenza cellulare che consiste nella divisione per mitosi e che richiede una replicazione preventiva per conservare il materiale genetico.
Nel 1958, Matthew Meselson e Frank Stahl affermarono che questa replica era semi-conservativa, poiché una delle catene è conservata e questo serve come modello per sintetizzarne il complemento.
In questo processo intervengono proteine come la DNA polimerasi, che aggiunge nucleotidi alla nuova catena utilizzando l'originale come modello.
Trascrizione del DNA
La scoperta e la descrizione di questo processo hanno risposto alla domanda su come il DNA e le proteine fossero correlati quando si trovavano in luoghi diversi nelle cellule.
La molecola intermedia che ha reso possibile questa relazione si è rivelata essere l'acido ribonucleico maturo (RNA).
Nello specifico, l'RNA polimerasi è la molecola che prende un modello da uno dei filamenti di DNA, da cui forma una nuova molecola di RNA. Ciò avviene in seguito alla complementarità delle basi.
In altre parole, è un processo in cui le informazioni da una sezione di DNA vengono riprodotte in un pezzo di RNA messaggero (mRNA).
Il prodotto della trascrizione è un filamento maturo di RNA messaggero (mRNA).
Traduzione dell'RNA
Nella fase finale, l'RNA messaggero maturo (mRNA) funge da modello per la sintesi proteica. Qui i ribosomi intervengono insieme alle molecole della trasmissione RNA tRNA.
Ogni ribosoma interpreta un trio di nucleotidi di mRNA, chiamato codone, ed è completato dall'anticodone che ha ogni tRNA.
Questo tRNA porta con sé l'amminoacido che si adatterà alla catena polipeptidica, in modo che si ripieghi nella corretta conformazione.
Nelle cellule procariotiche, la trascrizione e la traduzione possono avvenire insieme, mentre nelle cellule eucariotiche la trascrizione avviene nel nucleo cellulare e la traduzione avviene nel citoplasma.
Il superamento del Dogma
Negli anni '60, si era visto che alcuni virus permettevano alla cellula di "trascrivere inversamente" l'RNA in DNA.
Questo è stato il caso della proteina trascrittasi inversa (RT), incaricata di utilizzare lo stampo HIV RNA per sintetizzare un doppio filamento di DNA provirale per integrarlo nel DNA cellulare.
Questa proteina è attualmente utilizzata nei laboratori e ha fatto guadagnare a Howard Temin, David Baltimore e Renato Dulbecco il Premio Nobel per la Medicina nel 1975.
D'altra parte, ci sono altri virus a base di RNA, in grado di sintetizzare una catena di RNA da quella che già hanno.
Un'altra possibile causa di questa alterazione può essere trovata nei difetti nelle sequenze regolatorie dei geni che influenzano l'espressione della proteina e il processo di trascrizione di uno o più geni.
Queste scoperte sono state alla base di molte ricerche nel campo della biologia molecolare come quelle relative alle malattie del cancro, alle malattie neurodegenerative o alla biologia sintetica.
In breve, il dogma centrale della biologia molecolare era un tentativo di spiegare come funziona il flusso di informazioni genetiche in un organismo.
Questo tentativo è stato superato, dopo diversi anni di ricerca scientifica che ci ha permesso di offrire una spiegazione più vicina alla realtà.
Riferimenti
- VITAE Digital Biomedical Academy (s / f). Medicina molecolare. Nuova prospettiva in medicina. Estratto da: caibco.ucv.ve
- Coriell Institute for Medical Research (s / f). Cos'è la biologia molecolare. Estratto da: coriell.org
- Durantes, Daniel (2015). Il dogma centrale della biologia molecolare. Estratto da: investigarentiemposrevñados.wordpress.com
- Mandal, Ananya (2014). Cos'è la biologia molecolare. Estratto da: news-medical.net
- Natura (s / f). Biologia molecolare. Estratto da: nature.com
- Scienza quotidiana (s / f). Biologia molecolare. Estratto da: sciencedaily.com
- Università di Veracruz (s / f). Biologia molecolare. Recupero da: uv.mx.