Lý thuyết trung tâm của sinh học phân tử
Tổng hợp protein trong tế bào có các đặc điểm sau:
- Các
phân tử thông
tin như nucleic
acid và protein
được tổng hợp theo
khuôn. Tổng hợp theo
khuôn vừa chính
xác vừa ít tốn enzyme.
Tuy nhiên,
căn cứ vào
hàng loạt tính
chất hóa học
các protein không
thể làm khuôn mẫu cho sự tổng
hợp của chính chúng. Vì vậy, khuôn mẫu để
tổng hợp nên protein không phải là protein.
- Sinh tổng hợp
protein tách rời về không
gian với chỗ chứa
DNA. Nhiều nghiên cứu cho thấy tổng hợp protein có thể xảy ra khi không có mặt DNA.
Sự kiện này thể hiện rõ
ràng nhất ở những tế bào
eukaryote. Trong những tế bào này, hầu
như toàn bộ DNA tập
trung ở nhiễm sắc thể
trong nhân, còn tổng hợp protein chủ yếu diễn ra ở tế bào chất. Tảo xanh
đơn bào Acetabularia khi bị cắt mất phần chứa nhân vẫn tổng hợp được protein và sống vài tháng nhưng
mất khả năng sinh sản. Rõ ràng, nơi chứa DNA mang thông tin
di truyền và chỗ sinh tổng hợp
protein tách rời
nhau về không gian.
- DNA không phải là khuôn mẫu trực tiếp để tổng hợp
protein, do đó phải có chất trung gian
chuyển thông tin từ
DNA ra
tế bào chất
và làm khuôn để tổng hợp protein.
Chất đó phải có cả trong nhân và tế bào chất với số lượng phụ thuộc vào mức độ
tổng hợp protein.
- Chất trung gian đó được xem chính là RNA nhờ các đặc
điểm sau:
+ RNA được tổng hợp ngay ở trong nhân có chứa DNA,
sau đó nó đi vào tế bào chất cho tổng hợp protein.
+ Những tế bào giàu RNA tổng hợp protein nhiều
hơn.
+ Về
phương diện hóa học RNA gần giống
DNA: chuỗi polyribo-nucleotide thẳng cũng chứa 4 loại
ribonucleotide A, G, C và uracil (U). Nó có thể nhận được thông tin từ DNA qua
bắt cặp bổ sung.
Nói chung, trong tế bào không thể tìm thấy chất nào
khác ngoài RNA có thể đóng vai trò trung gian cho tổng hợp protein. Mối quan hệ
này chính là thông tin di truyền đi từ DNA qua RNA rồi đến protein và được biểu
diễn ở hình 3.3. Mối quan hệ này còn được gọi là lý thuyết trung tâm (central dogma),
được Crick đưa ra từ 1956 đến nay về căn bản vẫn đúng.
Vào những năm 1970, người ta đã phát hiện quá trình
phiên mã ngược từ RNA tổng hợp nên DNA nhờ enzyme reverse transcriptase. Đến
nay, việc sao chép (tổng hợp) RNA trên khuôn mẫu RNA cũng đã được chứng minh ở nhiều
loại virus. Ngoài ra, thông tin từ protein cũng có thể được truyền sang protein
(prion của bệnh bò điên). Riêng dòng thông tin từ protein ngược về mRNA/DNA thì
chưa được tìm thấy (Hình 3.4).
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét