Prawda

Sobota, 30 maja 2020 - 19:11

« Poprzedni Następny »


Ogony CAT osłabiają centralny dogmat – dlaczego ma to znaczenie i dlaczego nie ma


Matthew Cobb 2015-01-08

Watson i Crick wkrótce po tym jak wkroczyli do pubu i oznajmili, że odkryli tajemnicę życia. Francis Crick zmarł 28 lipca 2004 roku w wieku 88 lat. Matt Ridley napisał jego błyskotliwą biografię w książce Francis Crick, Discoverer of the Genetic Code.
Watson i Crick wkrótce po tym jak wkroczyli do pubu i oznajmili, że odkryli tajemnicę życia. Francis Crick zmarł 28 lipca 2004 roku w wieku 88 lat. Matt Ridley napisał jego błyskotliwą biografię w książce Francis Crick, Discoverer of the Genetic Code.

Jedną z rzeczy najbliższych do czysto biologicznego prawa jest hipoteza, którą Francis Crick naszkicował w 1957 r., a którą nazwał “centralnym dogmatem” genetyki. Chodzi o potencjalny transfer informacji genetycznej w komórkach i stwierdza on, między innymi, że  

. . . kiedy informacja (w tym przypadku w znaczeniu ustalenia sekwencji) przeszła do cząsteczki białka, nie może z niej ponownie wyjść, ani żeby stworzyć kopię cząsteczki, ani żeby wpłynąć na wzór kwasu nukleinowego. 


W pełnym brzmieniu hipotezą Cricka było to, że informacja może przejść od DNA do RNA, żeby zdeterminować strukturę białka, ale białka nie mogą określać sekwencji nowych białek i informacja w białkach nie może dokonać podróży powrotnej do genów – DNA nie może zostać przepisany przez białko. (Ta koncepcja – często nazywana “ epigenetyką” – była omawiana wiele razy.)


Centralny dogmat był wielokrotnie przedmiotem krytyki w ciągu ostatnich sześćdziesięciu lat, częściowo z powodu odkrywania nowych faktów, a częściowo dlatego, że niefortunne słowo „dogmat” działa jak piorunochron ściągający debaty (Crick powiedział później: „użycie słowa dogmat spowodowało więcej kłopotów niż to było warte” – ukuł ten zwrot nie zdając sobie sprawy z jego pełnych implikacji).


W artykule, który pojawił się w tym tygodniu w “Science”, badacze z kilku laboratoriów w USA, pod kierownictwem Jonathana Weissmana i Adama Frosta z UCSF oraz Onna Brandmana ze Stanford, odłupali jedną część centralnego dogmatu, która stwierdza, że białko nie może określić sekwencji aminokwasów innego białka. Odkryli, że w bardzo niezwykłych okolicznościach białko może określić sekwencję aminokwasów przez dodanie dwóch aminokwasów, alaniny i treoniny do jednego końca (końca „C”) białka, które jest syntetyzowane, ale które z jakiegoś powodu „zatrzymało się”.


Te świetnie nazwane ogony CAT (poprzednie zdanie daje wskazówkę, skąd ta nazwa) mogą zaznaczać uszkodzone białka (są one tylko częściowo ukończone, ponieważ biosynteza zatrzymała się), a więc można się ich pozbyć lub mogą umożliwić komórkom identyfikowanie struktur komórkowych – rybosomów – które spowodowały zatrzymanie się i które same mogą być wadliwe. Tworzą więc część funkcji porządkowych komórki i nie są częścią większości przykładów syntezy białek.


W artykule jest dużo trudnej biochemii – nie twierdzę, że wszystko rozumiem – skupię się więc na najbardziej uderzającej sprawie, o której autorzy, zaskakująco, w ogóle nie wspominają.


Te badania pokazują, że – ściśle mówiąc – Crick mylił się. W tych skrajnie niezwykłych warunkach (podkreślają to wielokrotnie w artykule) zestaw cząsteczek o nazwie elementy kontroli jakości rybosomów [ribosome quality control complex (RQC)] interweniują, żeby dodać ogony CAT. Angażuje to białko o nazwie Rqc2p, rekrutujące cząsteczki transportującego RNA (tRNA), które zbierają alaninę i treoninę. Do teraz sądzono, że tylko matrycowy RNA może rekrutować cząsteczki tRNA, żeby dodać „informację” do białka, to jest, dodawać aminokwasy (co dzieje się właśnie teraz w każdej komórce twojego ciała).


Z jednej strony to odkrycie jest fascynujące i rozszerza naszą wiedzę. Z drugiej, nie wstrząsa podstawami biologii i prawdopodobnie dlatego autorzy nie przytaczają wykładu Cricka z 1957 r. ani nie wspominają centralnego dogmatu (być może, próbowali umieścić swoje odkrycie w szerszym kontekście i recenzenci marudzili – niestety, „Science” pod wieloma względami jest zamkniętym forum – w odróżnieniu od pism o otwartym dostępie, takich jak „eLife”, nie publikuje komentarzy recenzentów; czego korzyści możemy omówić kiedy indziej).


Normalną praktyką jest rozdmuchiwanie i przesadzanie znaczenia wyników, powinniśmy więc być wdzięczni autorom za powstrzymanie się od triumfalnego ogłoszenia: “centralny dogmat obalony” lub czegoś podobnego. Prawda, jak zawsze jest ciekawsza od krzykliwej reklamy.


W 1970 r., po odkryciu odwrotnej transkryptazy, enzymu, który umożliwia wirusom RNA kopiowanie samych siebie w DNA (przeprowadzając rzekomo niemożliwy transfer informacji RNA→ DNA), Crick czuł się w obowiązku wyjaśnić, co właściwie rozumiał pierwotnie przez centralny dogmat. Jak powiedział wyraźnie w 1957 r., nie był to w rzeczywistości dogmat – coś, czego nie można kwestionować – była to hipoteza oparta na dostępnej wówczas wiedzy. Crick powiedział, że szlak RNA→ DNA jest możliwy, ale nie miał na to żadnych dowodów i nie widział dla tego żadnej funkcji biologicznej.


W wyjaśnieniu z 1970 r. Crick podkreślił trzy przekazy informacji, które jego zdaniem nigdy się nie zdarzą: białko → białko, białko → DNA i białko → RNA. Jednak nawet przedstawiając tak wyraźną tezę, Crick był ostrożny, podkreślając naszą ignorancję i kruchość dowodów, na których opierał swój nieco zrewidowany „dogmat”:


Nasza znajomość biologii molekularnej nawet jednej komórki – nie mówiąc już o wszystkich organizmach w przyrodzie – jest nadal nazbyt niepełna, by pozwolić nam na dogmatyczne twierdzenie, że jest to poprawne.


Następnie mówił o jednym potencjalnym wyjątku, chorobie “scrapie”, o której wiemy teraz, że patologiczne białka priony zmieniają kształt normalnych białek prionów z katastrofalnym rezultatem (to jest także podstawa “choroby szalonych krów” i jej ludzkiego odpowiednika, wariantu choroby Creuzfelda-Jacoba).


Zarówno w dobrotliwej, jak patogenicznej formie priona sekwencja aminokwasów pozostaje ta sama, nie ma więc przekazu informacji, jak ją definiuje centralny dogmat. Chociaż trójwymiarowa konformacja jest rodzajem informacji – istotnie, zaakceptował to Crick – zmiana wprowadzona przez białko priona przypomina prawdopodobnie bardziej działania kryształu, który rośnie przez gromadzenie identycznych kopii samych siebie.


Istnieją podobne efekty, kiedy białka opiekuńcze pozwalają białkom na poprawne złożenie się w naszych komórkach, umożliwiając w ten sposób ekspresję sekwencji informacji w trzech wymiarach.  


Nowe wyniki, pokazujące zachowanie Rqc2p, nie pozwalają jednak na takie manewry. Te odkrycia pokazują, że w bardzo specyficznych warunkach białko może zmienić sekwencję aminokwasów innego białka przez dodanie informacji, a jest to coś, co do czego Crick był pewien, że nie może się zdarzyć.  


Jednak w ogólnym rachunku nie ma to większego znaczenia, ponieważ jest jasne, że jest to skrajnie niezwykły wypadek. Olbrzymia większość syntezy białek obejmuje klasyczny przepływ informacji DNA → RNA → białko. Mimo tego uderzającego i dziwnego przykładu centralny dogmat pozostaje nienaruszony jako opis tego, jak funkcjonują nasze komórki. Jest to po prostu jeszcze jedna z tych nieznośnych rzeczy, w których pławi się biologia, a których nie znosi fizyka – wyjątek.   


Ta zrelaksowana postawa, którą podzielam z olbrzymią większością biologów, podkreśla różnicę między ogólnymi twierdzeniami lub hipotezami w biologii i aksjomatami lub prawami w matematyce lub fizyce. Wyjątki od centralnego dogmatu – nawet solidne przykłady informacji płynącej bezpośrednio od białka → DNA, których nadal nie znaleziono – zrewidowałyby radykalnie genetykę i ewolucję tylko, gdyby miały miejsce systematycznie i na szeroką skalę.


Przykład ogonów CAT kodowanych przez białka nie kwestionuje naszego podstawowego rozumienia. Jest fascynujący i może otworzyć drogę do nowych narzędzi biotechnologicznych. Ale praktycznie rzecz biorąc wszystkie istniejące wyniki i protokoły eksperymentalne pozostają nienaruszone, ponieważ funkcjonują znakomicie bez tego dodatkowego sposobu przekazywania informacji.


Powodem, że naukowcy akceptują centralny dogmat nie jest to, że jest to dogmat, ale to, że popierają go dowody. Kiedy znajdziemy nowe dowody, wówczas, jak to mówią Francuzi: Il n’y a que les imbéciles qui ne changent pas d’avis – tylko głupcy nie zmieniają zdania.

*****

Można przeczytać więcej o centralnym dogmacie, jego miejscu w naszym zrozumieniu tego, jak działa biologia i niedawnych wyzwaniach wobec niego w mojej książce Life’s Greatest Secret: The Race to Crack the Genetic Code, która ukaże się latem jako publikacja Profile (Wielka Brytania) i Basic Books (USA).

*****

_____

Reference ($$$): Shen PS, Park J, Qin Y, Li X, Parsawar K, Larson MH, Cox J, Cheng Y, Lambowitz AM, Weissman JS, Brandman O, Frost A. (2015) Protein synthesis. Rqc2p and 60S ribosomal subunits mediate mRNA-independent elongation of nascent chains. Science 347:75-8.

Cat-tails-weaken-the-central-dogma-why-it-matters-and-why-it-doesn't

Why Evolution Is True, 5 stycznia 2015

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska



Matthew Cobb

Biolog i pisarz, mieszka i pracuje w Manchesterze, niedawno w Stanach Zjednoczonych ukazała się jego książka „Generation”, a w Wielkiej Brytanii „The Egg & Sperm Race”. Systematycznie publikuje w "LA Times", "Times Literary Supplement", oraz "Journal of Experimental Biology".


Skomentuj     Wyślij artykuł do znajomego:     Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 1109 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Lokalizacja funkcji wykonawczych   Novella   2020-05-30
Przestańcie wierzyć w naukę   Greenfield   2020-05-28
Ewolucyjne korzenie sztuki   Koraszewski   2020-05-27
Innowacji nie można wymusić, ale można je zdławić   Ridley   2020-05-26
Stymulowanie kory wzrokowej   Novella   2020-05-23
Pora na telemedycynę   Novella   2020-05-19
Czy mrożącą krew w żyłach prawdą jest, że decyzja o zamknięciu społeczeństwa opierała się na luźnych matematycznych spekulacjach?   Ridley   2020-05-15
MMR jest bezpieczna i skuteczna   Novella   2020-05-14
Odporność stada na fakty   Koraszewski   2020-05-13
O COVID wiemy wszystko – i nie wiemy niczego   Ridley   2020-05-12
Nanotechnologia zastosowana do leczenia choroby Alzheimera   Novella   2020-05-11
COVID-19 – To są szkody   Novella   2020-05-05
Nadmiar teorii wszystkiego   Koraszewski   2020-05-04
Zawodnicy – i trudności – w wyścigu do wyleczenia COVID   Ridley   2020-04-30
Psychologia sprzeciwu wobec szczepień   Novella   2020-04-25
Prowokator czy prowokowany?   Witkowski   2020-04-24
Nauka on-line jest skuteczna   Novella   2020-04-23
Mądrość w pułapce autorytetu   Witkowski   2020-04-18
Znaleziono najstarszego “bilaterian”: odkryto podobne do robaka stworzenie wraz z jego skamieniałymi śladami   Coyne   2020-04-16
Nietoperze i pandemia   Ridley   2020-04-14
Pandemia ludzkiej głupoty   Novella   2020-04-12
W miarę postępu badań natura naszego wroga staje się coraz wyraźniejsza   Ridley   2020-04-04
Wzmacnianie układu odpornościowego podczas pandemii   Novella   2020-04-02
Dlaczego ten wirus inaczej dotyka pokolenia?   Ridley   2020-03-30
Czaszka maleńkiego dinozaura/ptaka znaleziona w bursztynie   Coyne   2020-03-27
Szczepionka na koronawirusa nie przybędzie szybko   Ridley   2020-03-25
Niebawem dowiemy się jak solidna jest nasza cywilizacja   Ridley   2020-03-23
Żywotność wirusa Covid-19 na różnych powierzchniach (rada: używaj rękawiczek, kiedy odbierasz paczki i nie otwieraj ich przez 24 godziny)   Coyne   2020-03-21
Dzień był krótszy 70 milionów lat temu   Novella   2020-03-20
Jak często powstają ptasie hybrydy?   Coyne   2020-03-18
Mózgi noworodków   Novella   2020-03-16
Twierdzenie o białku i DNA dinozaurów   Novella   2020-03-10
Porażka jest stałym elementem pracy naukowca   Konrad Bocian   2020-03-07
Jak myśleć o naszych problemach   Tupy   2020-03-03
Dlaczego tak wiele nowych wirusów pochodzi od nietoperzy?   Ridley   2020-02-29
Odkrycie antybiotyku przez AI   Novella   2020-02-27
Wizyta w Andach u łysek rogatych   Lyon   2020-02-26
Zioła nie pomagają na utratę wagi   Novella   2020-02-25
Dawkins pisze tweeta   Coyne   2020-02-24
W obronie binarności płci u ludzi   Coyne   2020-02-21
Nie palmy pieniędzy na ołtarzu zielonej manii   Lomborg   2020-02-20
Więcej dowodów ewolucji: końskie zarodki zaczynają tworzyć pięć palców, a cztery zawiązki znikają   Coyne   2020-02-18
Homeopatyczny rentgen   Novella   2020-02-14
Różnice płci w wyborze zabawek: chłopcy bawią się chłopięcymi zabawkami, dziewczynki dziewczęcymi zabawkami   Coyne   2020-02-13
Śmiertelność z powodu raka nadal spada wbrew twierdzeniom szarlatanów     2020-02-11
Odkrycie w immunologii, a leczenie nowotworów   Novella   2020-02-10
Ponowne psucie nauki przez ideologię: ”Slate” wypacza biologię ewolucyjną, by wyglądała na kapitalistyczną i antysocjalistyczną   Coyne   2020-02-07
Flamingi z braku łysek rogatych   Lyon   2020-02-06
Moja ostatnia praca badawcza. Część 3: Znaczenie   Coyne   2020-02-04
Moja ostatnia praca badawcza. Część 2: Wyniki   Coyne   2020-02-03
Moja ostatnia praca badawcza: Część 1: Cele i metody   Coyne   2020-02-01
Ewolucyjne wyjaśnienie nienaukowych przekonań   Bretl   2020-01-31
Zdumiewająca mimikra   Coyne   2020-01-27
Reality check: Pęd do szybkiej „zerowej” emisji to gwarancja przegranej   Lomborg   2020-01-27
Sfuszerowany artykuł o biologii w „Washington Post”   Coyne   2020-01-24
Punkty dla Ameryki w konflikcie między Iranem i USA   Destexhe   2020-01-24
Zbliżanie się do rozumienia pamięci   Novella   2020-01-22
Z perspektywy naszego kurnika   Witkowski   2020-01-16
Fałszywa pokora nie uratuje planety   Boudry   2020-01-09
Złoty ryż zatwierdzony na Filipinach   Novella   2020-01-07
Cudowna animacja DNA i komórek   Coyne   2020-01-06
Dychotomiczne myślenie, niepewność i zaprzeczanie nauce     2020-01-01
Mieliśmy najlepszą dekadę w historii. Naprawdę   Ridley   2019-12-31
Kreacjonista opowiada się za ”argumentem z niedowierzania”   Coyne   2019-12-26
Biologia męskiej agresji i dlaczego nie jest to tylko „socjalizacja”   Coyne   2019-12-24
Wydajność, wyzysk, wybory   Koraszewski   2019-12-23
Społecznościowe finansowanie szarlatanerii   Novella   2019-12-20
Wykład Dawkinsa o czerpaniu odwagi z darwinizmu   Coyne   2019-12-18
Uprawy GM, takie jak Złoty Ryż, uratują życie setek tysięcy dzieci   Ridey   2019-12-13
Darwin, lisy i inne ssaki na Falklandach   Mayer   2019-12-11
Wirtualna edukacja   Novella   2019-12-03
Teoria klasy próżniaczej Thorsteina Veblena – uaktualnienie statusu   Henderson   2019-12-02
Punkt szczytowy inteligencji   Novella   2019-11-30
Likwidowanie przeziębienia miedzią   Novella   2019-11-27
Dlaczego wyjaśnianie problemów przez biały przywilej jest niesłuszne   Rob Henderson   2019-11-25
LiveScience zachwala panpsychizm jako rozwiązanie trudnego problemu świadomości   Coyne   2019-11-22
Jak walczyć z firehosing   Novella   2019-11-19
Odwołajcie antyszczepionkową konferencję w Tel Awiwie   Blum   2019-11-15
Ewolucja dwunożności   Novella   2019-11-14
Granice „przeskoczenia” progu opłacalności   Lomborg   2019-11-13
Dlaczego nie żyjemy w epoce post-prawdy   Pinker   2019-11-11
Śledząc pochodzenie człowieka   Novella   2019-11-09
Skamieniałe trylobity idące gęsiego. Ale dlaczego to zrobiły?   Coyne   2019-11-06
Saga o złotym ryżu   Novella   2019-11-04
Kolejne badanie rolnictwa organicznego   Novella   2019-11-02
Fabrizio Benedetti pyta: “Czy badania placebo wzmacniają pseudonaukę?”     2019-11-01
Nathaniel Comfort raz jeszcze: nauka nie czyni postępów (czy może robi to?)   Coyne   2019-10-31
Pochwała jednoznaczności   Witkowski   2019-10-29
Stare i nowe  troski o bezpieczeństwo żywnościowe   Ongu   2019-10-28
Powrót Adama i Ewy jako rzeczywistych ludzi, jak proponuje kolejna pseudonaukowa teoria   Coyne   2019-10-25
Pradawne przechowywanie żywności   Novella   2019-10-24
Artykuł w naukowym piśmie ”Nature” dyskredytuje naukę i „scjentyzm”, kwestionuje wartości Oświecenia   Coyne   2019-10-22
Błogosławieni ci, którzy wycofują   Jacoby   2019-10-19
Pro-life czyli czarodziej z Krotoszyna   Koraszewski   2019-10-18
Biologia rozwoju ujawnia ewolucyjną historię   Novella   2019-10-15
Niebezpieczne życie antropologa   Blackwell   2019-10-12
Swędzikami jesień się zaczyna   Łopatniuk   2019-10-11
Jak wieloryb stracił swoje geny   Coyne   2019-10-10
Używanie sztucznej inteligencji do diagnozy   Novella   2019-10-08
Niespodzianka! Koty są tak samo przywiązane do swojego personelu jak psy i niemowlęta   Coyne   2019-10-05

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

Wzmacnianie układu odpornościowego



Wykluczenie Tajwanu z WHO



Drzazgę źle się czyta



Sześć lat



Pochodzenie



Papież Franciszek



Schadenfreude



Pseudonaukowa histeria...


Panstwo etc



Biły się dwa bogi


 Forma przejściowa


Wstęga Möbiusa


Przemysł produkcji kłamstw


Jesteś tym, co czytasz,



Radykalne poglądy polityczne


Einstein



Socjologia



Allah stworzyl



Uprzednie doświadczenie



Żydowski exodus



PRL Chrystusem narodów



Odrastające głowy hydry nazizmu



Homeopatia, wibracje i oszustwo


Żołnierz IDF



Prawo powrotu



Mózg i kodowanie predyktywne



Nocna rozmowa



WSzyscy wiedza



Nieustający marsz



Oświecenie Pinker



Alternatywna medycyna zabija



Kobiety ofiarami



Prometeusz



modyfikowana pszenica


Listy z naszego sadu
Redaktor naczelny:   Hili
Webmaster:   Andrzej Koraszewski
Współpracownicy:   Jacek, , Malgorzata, Andrzej, Marcin, Henryk