Der Hauptlehrsatz der molekularen Biologie wurde zuerst von Francis Crick 1958 festgesetzt und in einer 1970 veröffentlichten Natur-Zeitung neu formuliert:

:The Hauptlehrsatz der molekularen Biologie befasst sich mit der ausführlichen Rückstand-für-Rückstand-Übertragung der folgenden Information. Es stellt fest, dass solche Information zurück vom Protein entweder bis das Protein oder bis die Nukleinsäure nicht übertragen werden kann.

Oder, wie Marshall Nirenberg gesagt hat, "macht DNA RNS, macht Protein."

Der Lehrsatz ist ein Fachwerk, für die Übertragung der Folge-Information zwischen dem folgenden Informationstragen biopolymers im allgemeinsten oder allgemeinen Fall in lebenden Organismen zu verstehen. Es gibt 3 Hauptklassen solchen biopolymers: DNA und RNS (beide Nukleinsäuren), und Protein. Es gibt 3×3 = 9 denkbare direkte Übertragungen der Information, die zwischen diesen vorkommen kann. Die Lehrsatz-Klassen diese in 3 Gruppen 3: 3 allgemeine Übertragungen (geglaubt, normalerweise in den meisten Zellen vorzukommen), 3 spezielle Übertragungen (bekannt vorzukommen, aber nur unter spezifischen Bedingungen im Falle einiger Viren oder in einem Laboratorium), und 3 unbekannte Übertragungen (geglaubt nie vorzukommen). Die allgemeinen Übertragungen beschreiben den normalen Fluss der biologischen Information: DNA kann zur DNA kopiert werden (DNA-Erwiderung), DNA-Information kann in mRNA (Abschrift) kopiert werden, und Proteine können mit der Information in mRNA als eine Schablone (Übersetzung) synthetisiert werden.

Biologische Folge-Information

Die biopolymers, die DNA, RNS und Aminosäuren umfassen, sind geradlinige Polymer (d. h.: Jeder monomer wird mit höchstens zwei anderen monomers verbunden). Die Folge ihres monomers verschlüsselt effektiv Information. Die Übertragungen der durch den Hauptlehrsatz beschriebenen Information sind treue, deterministische Übertragungen, worin die Folge eines biopolymer als eine Schablone für den Aufbau eines anderen biopolymer mit einer Folge verwendet wird, die von der Folge des ursprünglichen biopolymer völlig abhängig ist.

Allgemeine Übertragungen der biologischen folgenden Information

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Abschrift

Abschrift ist der Prozess, durch den die in einer Abteilung der DNA enthaltene Information einem kürzlich gesammelten Stück der Bote-RNS (mRNA) übertragen wird. Es wird durch die RNS polymerase und Abschrift-Faktoren erleichtert. In eukaryotic Zellen muss die primäre Abschrift (pre-mRNA) weiter bearbeitet werden, um Übersetzung zu sichern. Das schließt normalerweise eine 5' Kappe, einen poly-A Schwanz und das Verstärken ein. Das alternative Verstärken kann auch vorkommen, der zur Ungleichheit von Proteinen beiträgt, die jeder einzelne mRNA erzeugen kann.

Übersetzung

Schließlich wird das reif mRNA findet seinen Weg zu einem ribosome, wo er übersetzt wird. In prokaryotic Zellen, die keine Kernabteilung haben, kann der Prozess der Abschrift und Übersetzung zusammen verbunden werden. In eukaryotic Zellen wird die Seite der Abschrift (der Zellkern) gewöhnlich von der Seite der Übersetzung getrennt (das Zytoplasma), so muss der mRNA aus dem Kern ins Zytoplasma transportiert werden, wo es durch ribosomes gebunden werden kann. Der mRNA wird durch den ribosome als Drilling codons gelesen, gewöhnlich mit einem AUG oder Initiatoren methionine codon stromabwärts des ribosome verbindliche Seite beginnend. Komplexe von Einleitungsfaktoren und Verlängerungsfaktoren bringen Aminoacylated-Übertragung RNAs (tRNAs) in den ribosome-mRNA Komplex, den codon im mRNA zum anti-codon auf dem tRNA vergleichend, dadurch die richtige Aminosäure in der Folge hinzufügend, die das Gen verschlüsselt. Da die Aminosäuren ins Wachsen peptide Kette verbunden werden, beginnen sie, sich in die richtige Angleichung zu falten. Übersetzungsenden mit einem UAA, UGA oder UAG hören codon auf. Die werdende polypeptide Kette wird dann vom ribosome als ein reifes Protein veröffentlicht. In einigen Fällen verlangt die neue polypeptide Kette, dass zusätzliche Verarbeitung ein reifes Protein macht. Der richtige sich faltende Prozess ist ziemlich kompliziert und kann andere Proteine, genannt Anstandsdame-Proteine verlangen. Gelegentlich können Proteine selbst weiter gesplissen werden; wenn das geschieht, ist die "verworfene" Innenabteilung als ein intein bekannt.

DNA-Erwiderung

Als der Endschritt im Hauptlehrsatz muss DNA-Erwiderung vorkommen, um genetisches Material der Nachkommenschaft jeder Zelle oder Organismus treu zu übersenden. Erwiderung wird von einer komplizierten Gruppe von Proteinen genannt den replisome ausgeführt, der aus einem helicase besteht, der die Superspirale sowie die doppelt gestrandete DNA-Spirale, und DNA polymerase und seine verbundenen Proteine abwickelt, die neuen nucleic in eine Folge spezifische Weise einfügen. Dieser Prozess findet normalerweise während der S Phase des Zellzyklus statt.

Spezielle Übertragungen der biologischen folgenden Information

Rückabschrift

Rückabschrift ist die Übertragung der Information von der RNS bis DNA (die Rückseite der normalen Abschrift). Wie man bekannt, kommt das im Fall von retroviruses, wie HIV, sowie in eukaryotes, im Fall von retrotransposons und telomere Synthese vor.

RNS-Erwiderung

RNS-Erwiderung ist das Kopieren einer RNS zu einem anderen. Viele Viren wiederholen diesen Weg. Die Enzyme, die RNS zur neuen RNS, genannt von der RNS abhängige RNS polymerases kopieren, werden auch in vielen eukaryotes gefunden, wo sie an der zum Schweigen bringenden RNS beteiligt werden. Das RNS-Redigieren, in dem eine RNS-Folge durch einen Komplex von Proteinen und einer "Führer-RNS" verändert wird, konnte auch als eine RNS zur RNS-Übertragung betrachtet werden.

Direkte Übersetzung von der DNA bis Protein

Die direkte Übersetzung von der DNA bis Protein ist in einem zellfreien System (d. h. in einem Reagenzglas), mit Extrakten von E. coli demonstriert worden, der ribosomes, aber nicht intakte Zellen enthalten hat. Diese Zellbruchstücke konnten Proteine von Auslands-DNA-Schablonen ausdrücken, und, wie man fand, hat neomycin diese Wirkung erhöht.

Übertragungen der Information, die nicht ausführlich in der Theorie bedeckt ist

Postübersetzungsmodifizierung

Protein-Aminosäure-Folge kann nach der Übersetzung durch verschiedene Enzyme editiert werden. Das ist ein Fall des Proteins, das Protein-Folge nicht ausführlich betrifft, die durch den Hauptlehrsatz bedeckt ist.

Inteins

Ein intein ist ein 'parasitisches' Segment eines Proteins, das im Stande ist, sich von der Kette von Aminosäuren herauszuschneiden, weil sie aus dem ribosome erscheinen und sich an die restlichen Teile mit einem peptide Band wieder anschließen. Das ist ein Fall eines Proteins, das seine eigene primäre Folge verschlüsselt ursprünglich durch die DNA eines Gens betrifft. Zusätzlich enthalten die meisten inteins Homing endonuclease oder HEG Gebiet, das dazu fähig ist, eine Kopie des Elternteilgens zu finden, das nicht den intein nucleotide Folge enthält. Auf dem Kontakt mit dem Intein-Freiexemplar beginnt das HEG Gebiet die DNA doppelt gestrandeter Brechungsreparatur-Mechanismus. Dieser Prozess veranlasst die intein Folge, vom ursprünglichen Quellgen bis das intein-freie Gen kopiert zu werden. Das ist ein Beispiel des Proteins, direkt DNA-Folge editierend, sowie die Folgen erbliche Fortpflanzung vergrößernd.

Methylation

Die Schwankung in methylation Staaten der DNA kann Genausdruck-Niveaus bedeutsam verändern. Schwankung von Methylation kommt gewöhnlich durch die Handlung der DNA methylases vor. Wenn die Änderung erblich ist, wird es als epigenetic betrachtet. Wenn die Änderung im Informationsstatus nicht erblich ist, würde es ein somatischer epitype sein. Der wirksame Informationsinhalt ist mittels der Handlungen eines Proteins oder Proteine auf der DNA geändert worden, aber die primäre DNA-Folge wird nicht verändert.

Prions

Prions sind Proteine, die sich durch das Vornehmen conformational Änderungen in anderen Molekülen desselben Typs des Proteins fortpflanzen. Diese Änderung betrifft das Verhalten des Proteins. In Fungi geschieht diese Änderung von einer Generation mit dem folgenden, d. h. Protein  Protein. Während das eine Übertragung der Information vertritt, prion Wechselwirkungen verlassen die Folge des Proteins unverändert, und werden so als keine Ausnahme zum Hauptlehrsatz technisch betrachtet.

Gebrauch des Begriffes "Lehrsatz"

In seiner Autobiografie, hat Muskelkrampf über seine Wahl des Wortlehrsatzes und einige der Probleme geschrieben es hat ihn verursacht:

"Ich habe diese Idee den Hauptlehrsatz aus zwei Gründen genannt, ich verdächtige. Ich hatte bereits die offensichtliche Worthypothese in der Folge-Hypothese verwendet, und außerdem habe ich vorschlagen wollen, dass diese neue Annahme zentraler und stärker war.... Da es sich erwiesen hat, hat der Gebrauch des Wortlehrsatzes fast mehr Schwierigkeiten verursacht, als es wert war.... Viele Jahre später hat Jacques Monod zu mir darauf hingewiesen, dass ich nicht geschienen bin, den richtigen Gebrauch des Wortlehrsatzes zu verstehen, der ein Glaube ist, der nicht bezweifelt werden kann. Ich habe wirklich das in einer vagen Sorte des Weges begriffen, aber seitdem ich gedacht habe, dass der ganze religiöse Glaube ohne Fundament war, habe ich das Wort verwendet der Weg I selbst hat daran, nicht gedacht, weil der grösste Teil der Welt tut, und es einfach auf eine großartige Hypothese angewandt hat, die, jedoch plausibel, wenig direkte experimentelle Unterstützung hatte."

Ähnlich registriert Horace Freeland Judson am Achten Tag der Entwicklung:

Siehe auch

• Barriere von Weismann
• Genetischer Code
• Alternative, die spleißt
• Riboswitch

Links

• Zeichentrickfilm: Der Hauptlehrsatz - Natur-Video
• Diskussion über Herausforderungen an den "Hauptlehrsatz der Molekularen Biologie"