Prawda

Poniedziałek, 18 listopada 2019 - 23:13

« 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 1032 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

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
Oburzenie, stronniczość i niestabilność prawdy   Novella   2019-10-04
O zmianie klimatu: ludzkość nie jest „nikczemna”   Lomborg   2019-10-03
Postmodernizm wyjaśniony i krytykowany   Coyne   2019-09-30
Uzdrawianie kryształami   Novella   2019-09-26
Kolejna rewolucja w rolnictwie   Novella   2019-09-24
Opory przeciwko szczelinowaniu są oparte na ideologii, a nie na nauce   Jacoby   2019-09-23
St Paul Island część 5   Lyon   2019-09-21
Co to jest czerwona rtęć?   Novella   2019-09-20
Jaka sztuka siedzi w naszych genach i czy to aby nie kicz?   Koraszewski   2019-09-19
Fałszywe wspomnienia i Fake News   Novella   2019-09-18
Kolejna próba odrzucenia teorii Darwina   Coyne   2019-09-17
Choroba zielonych mięśni   Łopatniuk   2019-09-14
”Sygnalizowanie cnoty” może nas irytować. Cywilizacja byłaby jednak bez niego niemożliwa    Miller   2019-09-13
Foka Weddela wygryza w lodzie otwory do oddychania   Coyne   2019-09-12
DNA i Loch Ness   Novella   2019-09-11
Nowa i ważna czaszka hominina z Etiopii   Coyne   2019-09-10
St Paul Island, Część 4   Lyon   2019-09-06
Biały jak śnieg, żółciutki jak kaczuszka   Łopatniuk   2019-09-04
Pingwiny geje? Nie tak szybko   Coyne   2019-09-03
Czego może nas nauczyć była zwolenniczka antyszczepionkowców, Kelley Watson-Snyder     2019-08-30
Bezzbożowa karma dla psa   Novella   2019-08-29
Odrażające życie płciowe pingwinów białookich   Coyne   2019-08-28
Badanie akupunktury jako terapii na dławicę piersiową   Novella   2019-08-23
Pradawna gigantyczna papuga z Nowej Zelandii: metr wysokości i waga 7 kilogramów!   Coyne   2019-08-22
Alaska — nurniczki i obopólny dobór płciowy   Lyon   2019-08-20
Zła nauka promuje organiczne jabłka   Novella   2019-08-19
Gąsienica zmienia kolor, żeby dopasować się do podłoża nie używając oczu: potrafi widzieć skórą!   Coyne   2019-08-16
Pseudonaukowa histeria to nie jest dobra odpowiedź na klimatyczne wyzwania   Lomborg   2019-08-14
GMO i model deficytu wiedzy   Novella   2019-08-12
Po raz pierwszy użyto edytowania genów CRISPR do leczenia zaburzenia genetycznego – anemii sierpowatej   Coyne   2019-08-08
Maskonury z wyspy St. Paul na Alasce   Lyon   2019-08-07
Zbieg okoliczności czy prawo wielkich liczb?   Novella   2019-08-06
I pijcie łzy moje, czyste rzęsiste   Łopatniuk   2019-08-03
Kształtowanie opinii o nauce i medycynie   Novella   2019-08-02
Nowe badanie dotyczące zwrotu zgubionych portfeli: ludzie na świecie są uczciwsi niż myślisz, ale czytelnik wyliczył, że uczciwość jest większa w mniej religijnych krajach   Coyne   2019-08-01
Praktykowanie medycyny bez uprawnień nie jest wolnością słowa   Novella   2019-07-31
Radujcie się, Ziemia staje się zieleńsza   Ridley   2019-07-30
Spiski wokół ptaków   Novella   2019-07-29
Matt Meselson opisuje swój najsłynniejszy eksperyment (z Frankiem Stahlem)   Coyne   2019-07-26
Niemający rozeznania filozof twierdzi, że gatunki nie istnieją   Coyne   2019-07-23
Więcej złych wiadomości dla dilerów witamin   Novella   2019-07-22
Starożytny ptak z nadzwyczaj długim palcem   Coyne   2019-07-19
YouTube i szarlataneria leczenia raka dietą   Novella   2019-07-18
“Współczesny” Homo sapiens mógł być w Eurazji aż 210 tysięcy lat temu   Coyne   2019-07-17
Hodowanie mini-mózgów z komórek macierzystych   Novella   2019-07-15
Szczepionka HPV działa. Koniec kropka     2019-07-13
Efekt przechodnia   Novella   2019-07-11
Prątkiem w raka, czyli co ma gruźlica do raka pęcherza   Łopatniuk   2019-07-06
Opowieści o nauce zastępują fikcję w Teatrze Narodowym Ugandy   Ongu   2019-07-05
Pleśń w przestrzeni kosmicznej   Novella   2019-07-03
Pterozaury: Czy umiały latać od razu po wykluciu się?   Coyne   2019-07-02
Ludziom rosną rogi? – Złe informowanie o nauce   Novella   2019-07-01
Przemysł ”wellness”   Novella   2019-06-28
Nazywanie zmiany klimatu ”katastrofalną” utrudnia znalezienie realnych odpowiedzi   Lomborg   2019-06-26
Olbrzymie straszyki mają zostać ponownie wprowadzone na wyspę Lord Howe   Coyne   2019-06-25
Amonit (i masa innych stworzeń) znaleziona w birmańskim bursztynie   Coyne   2019-06-21
Ślubowanie o zniesieniu grzechu   Ridley   2019-06-20
Nowe informacje o dzieciach CRISPR   Novella   2019-06-17
Słonie mają fantastyczny węch (lepszy niż psy): są jedynymi zwierzętami, które potrafią rozróżnić inne ilości pokarmu tylko po zapachu   Coyne   2019-06-14
Indyjscy farmerzy wysiali ziarna GMO w proteście obywatelskiego nieposłuszeństwa     2019-06-13
Chcąc zadowolić antyaborcjonistów administracja Trumpa tnie finansowanie badań medycznych przy użyciu tkanki płodowej   Coyne   2019-06-11
Triumf Mao: Światowa Organizacja Zdrowia oficjalnie akceptuje szarlatanerię tradycyjnej chińskiej medycyny     2019-06-04
Ale jak to bezbarwnikowy?   Łopatniuk   2019-06-01
Na zdrowie: izraelscy naukowcy warzą piwo na ”wskrzeszonych” drożdżach sprzed 5000 lat     2019-05-31
Skąd wiemy to, co wiemy?   Novella   2019-05-28
Samice bonobo (ale nie samice szympansów) pomagają swoim synom w zdobywaniu partnerek   Coyne   2019-05-25
Dlaczego ludzie sprzeciwiają się technologiom, które zmniejszają szkody?   Ridley   2019-05-24
Nowa praca o nielotnych chruścielach rażąco przesadzona i wypaczona w popularnych mediach   Coyne   2019-05-22
Trenowanie sztucznej inteligencji, żeby widziała jak człowiek   Novella   2019-05-21
A polać wielką wodą…   Cipiur   2019-05-18
Wykrywanie kłamstw w mózgu   Novella   2019-05-17
Walka o zachowanie bioróżnorodności   Ridley   2019-05-15
Niezwykły przypadek mimikry: skaczący pająk naśladuje gąsienicę   Coyne   2019-05-14
Selektywnie stosowana koncepcja tabula rasa i ideologicznie motywowane nieporozumienia   Cory Clark   2019-05-09
Dlaczego szarlatani nie powinni nadzorować sami siebie     2019-05-08
Kiedy naukowcy nie tolerują odmiennego zdania   Weber   2019-05-07
Przegapione odkrycia w historii nauki   Ridley   2019-05-02

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

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



Arabowie



Roboty będą uprawiać ziemię



Sumienie, czyli moralność bez smyczy



Skomplikowana ewolucja



Argument neuroróżnorodności



Nowe badanie pamięci długotrwałej


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