DNA에는 유전 암호가 있지만 그 내용은 무엇입니까? '유전자 기계'저자 설명

DNA만큼이나 핵심적인 것이므로, 유명한 이중 나선 구조는 전세계 생물학 연구의 핵심입니다. 그러나 이러한 기본 분자는 홀로 작용할 수 없습니다. DNA는 우리 몸을 구축하기위한 소스 코드와 데이터를 저장하고 있으며, 그 발견은 "어떤 기계가 우리 코드를 읽었습니까?"라는 질문을 포함하여 무수한 새로운 연구 과제를 열었습니다.

노벨상을 수상한 생물 학자 인 Venki Ramakrishnan은 그 해답을 찾을 수있는 여정을 풀어줍니다. Gene Machine: Ribosome의 비밀을 해독하기위한 경쟁. 그는 불확실성에 직면하여 자신의 야심 찬 여행을 계획하고 명확한 과학을 설명 할뿐만 아니라 겸손으로 지식 추구를 둘러싼 복잡한 정치에 대한 견해를 제시합니다.

아래는 유전자 머신, 이번 주 Basic Books에서 출판했습니다.

원시 안개에서 떠오름

인생이 시작된 방법은 생물학의 위대한 나머지 신비 중 하나입니다. 모든 삶은 올바른 화학 환경에서 어떤 형태의 에너지가 필요합니다. 어떤 사람들은 생명체가 사용하는 많은 화학이 해양의 지열 벤트의 가장자리에서 일어나는 화학과 닮았다 고 지적했습니다. 이것이 다른 사람들이 주장한 것과 단지 우연 일지라도, 어떤 조건으로 인해 생명체가 출현 할 수 있었는지 생각해 보는 것이 유용합니다. 그러나 근본적으로 생명은 일련의 화학 반응 이상입니다. 그것은 복잡한 생명체가 매우 원시적 인 형태에서 진화 할 수 있도록 유전 정보를 저장하고 재생하는 능력입니다. 이 기준에 따르면 바이러스가 살아 있다는 것에는 의문의 여지가 없습니다. 사람들이 복제 할 숙주 세포가 필요하기 때문에 질문에 사용 하긴했지만. 그러나 바이러스에 감염되어 자신의 신체가 감염된 것으로 의심되는 사람은 바이러스가 살아 있다는 것을 의심하지 않습니다.

문제는 거의 모든 형태의 생명체에서 DNA가 유전 정보를 보유하고 있었지만 DNA 자체는 불활성이었고 RNA를 필요로하는 수많은 단백질 효소에 의해 만들어졌으며 효소를 만드는 데에도 리보솜이 필요하다는 것이 문제였습니다. 더욱이 DNA의 당인 데 옥시 리보스는 큰 복합 단백질에 의해 리보스로 만들어졌습니다. 아무도 전체 시스템이 어떻게 시작될 수 있었는지 이해할 수 없었습니다. La Jolla의 Salk 연구소의 Crick, Leslie Orgel, Illinois 대학의 Carl Woese와 같은 생명이 시작된 방법에 대해 생각하고 있던 과학자들은 아마도 RNA로 생명이 시작되었다고 제안했습니다. RNA가 화학 반응을 수행 할 수있는 것으로 알려지지 않았기 때문에 당시 이것은 순수한 추측이었습니다. 거의 과학 소설이었습니다.

체흐와 알트만의 발견은 모든 것을 변화 시켰습니다. RNA는 DNA와 마찬가지로 염기 서열로 정보를 전달할 수있는 분자였으며 단백질과 같은 화학 반응을 수행 할 수도있었습니다. 우리는 이제 RNA의 빌딩 블록이 수십억 년 전에 지구상에있을 수 있었던 간단한 화학 물질로 만들어 질 수 있다는 것을 압니다. 그래서 그들 중 일부가 스스로 복제 할 수있을 때까지 RNA 분자가 무작위로 만들어지면서 생명체가 어떻게 시작되었는지 상상해 볼 수 있습니다. 이것이 일어난다면, 진화와 자연 선택은 점점 더 복잡 해지는 분자를 만들어 낼 수 있으며, 결국 엔 초기의 리보솜만큼 복잡하게 만들 수도 있습니다. 월리 길버트 (Wally Gilbert)가 처음 작성한 용어 인 원초적인 RNA 세계의 개념은 널리 받아 들여졌습니다.

리보솜은 RNA가 지배하는 세계에서 시작했을 수도 있지만 단백질을 만들었 기 때문에 트로이 목마가되었습니다. 단백질은 RNA보다 많은 종류의 반응을하는 것이 훨씬 더 낫다는 것이 밝혀졌습니다. 왜냐하면 아미노산은 단순한 RNA 분자보다 더 다양한 화학 작용을 할 수 있기 때문입니다. 이것은 단백질이 만들어지면서 점차 진화하여 그 당시와 그 밖의 많은 시간 동안 RNA 분자의 기능 대부분을 대신한다는 것을 의미했습니다. 그렇게함으로써 그들은 우리가 알고있는 것처럼 삶을 변화 시켰습니다. 이것은 또한 왜 리보솜이 많은 RNA를 가지고 있지만 DNA를 복제하거나 RNA로 복사하는 효소가 전적으로 단백질로 만들어 졌는지 설명 할 수 있습니다. 유전자를 저장하는 DNA의 사용이 나중에 나왔기 때문일 것입니다. 그 당시에는 단백질이 널리 퍼져서 세포에서 대부분의 반응을 수행하고있었습니다.

물론 이것은 단백질을 만드는 코드가 들어있는 유전자가 어떻게 만들어 졌는지 설명하지 못합니다. 가장 좋은 추측은 초기 형태의 리보솜이 무작위 펩타이드의 짧은 뻗기를 만들었으며 그 결과 주변의 RNA 효소를 개선하는 데 도움이되었다는 것입니다. 그러나 거기에서 아미노산이 매우 특정한 순서로 묶여있는 단백질을 만드는 지시를 내린 유전자가 어떻게 유래했는지는 꽤 도약이었고 여전히 생명의 위대한 신비 중 하나입니다. 그리고 차례로 큰 서브 유닛 이외에도 많은 다른 요소가 존재해야합니다: mRNA는 유전 암호를, tRNA는 아미노산을 가져오고, 작은 서브 유닛은 mRNA를위한 플랫폼을 제공하고, 결합 할 tRNA. 그러나 RNA 촉매 작용이 발견되기 전에 사람들은 시스템이 어떻게 원리 상으로도 시작될 수 있는지를 알 수 없었다.

Gene Machine에서 발췌: Venki Ramakrishnan이 Ribosome의 비밀을 해독하기위한 경쟁. 저작권 © 2018. Basic Books에 의해 게시 됨