中心法則的修正與發(fā)展內(nèi)容

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上中心法則的修正與發(fā)展內(nèi)容一、中心法則的產(chǎn)生1957 年,克里克提出,在DNA與蛋白質(zhì)之間,RNA可能是中間體。1958 年,他又提出,在作為模板的RNA 把氨基酸攜帶到蛋白質(zhì)肽鏈的合成之間可能存在著一個(gè)中間受體。根據(jù)這些推論, 他提出了著名的連接物假說(shuō), 討論了核酸中堿基順序同蛋白質(zhì)中氨基酸順序之間的線性對(duì)應(yīng)關(guān)系, 并詳細(xì)地闡述了中心法則。克里克所設(shè)想的受體很快被證明tRNA。1961年,雅可布( JACOB F) 和莫諾( MONOD J) 證明在DNA 同蛋白質(zhì)之間的中間體是mRNA。隨著遺傳密碼的破譯, 到60 年代基本上揭示了蛋白質(zhì)的合成過(guò)程。這樣, 就得到了

2、中心法則的最初的基本形式。中心法則的最初的基本形式二、逆轉(zhuǎn)錄的發(fā)現(xiàn)與中心法則的修正 克里克最初設(shè)想的中心法則, 并沒(méi)有排除遺傳信息由RNA 向DNA 的逆向傳遞。但當(dāng)時(shí)絕大多數(shù)生物學(xué)家都認(rèn)為, 自然界的生物體并不需要這種逆向傳遞。然而, 通過(guò)1960 到1970 這十年的研究, 坦明(TEMIN H)和巴梯摩(BALTIMORE D) 等發(fā)現(xiàn)并證實(shí)了反轉(zhuǎn)錄酶的存在。 1958 年, 坦明開(kāi)始對(duì)RNA 腫瘤病毒( RSV ) 的研究。RSV 屬RNA 病毒。坦明發(fā)現(xiàn), RSV的行為不同于DNA 病毒, 也不同于一般的RNA 病毒。大多數(shù)病毒與細(xì)胞分裂是對(duì)抗性的。當(dāng)把病毒加到單層細(xì)胞培養(yǎng)物上時(shí),

3、病毒與細(xì)胞的相互作用, 常導(dǎo)致感染細(xì)胞的死亡。而感染了RSV 的雛雞細(xì)胞, 非但存活下來(lái), 而且轉(zhuǎn)化成能繼續(xù)分裂并且產(chǎn)生新病毒顆粒的癌細(xì)胞。感染RSV 大鼠細(xì)胞轉(zhuǎn)化成了能分裂的癌細(xì)胞, 但不產(chǎn)生新的病毒顆粒。當(dāng)把轉(zhuǎn)化了的大鼠細(xì)胞與正常的雛雞細(xì)胞融合時(shí), 可以誘發(fā)RSV 顆粒的形成。坦明利用放線菌素D 所做的實(shí)驗(yàn)解釋了這種現(xiàn)象。放線菌素D 能抑制以DNA 為模板的RNA 合成, 但不影響以RNA為模板的RNA 合成。坦明把放線菌素D加到形成RSV 的細(xì)胞培養(yǎng)物中,發(fā)現(xiàn)全部的RNA 合成都受到了抑制。他認(rèn)為, RSV 可能是通過(guò)一種DNA 中間物進(jìn)行復(fù)制的,即當(dāng)RSV 感染細(xì)胞以后,可以其RNA為

4、模板合成相應(yīng)的DNA 分子, 該DNA分子整合到細(xì)DNA 分子中,隨細(xì)胞DNA 的復(fù)制而復(fù)制,并不呈現(xiàn)感染性。當(dāng)受到某種激活時(shí), 又能以有感染性的病毒顆粒的形式重新出現(xiàn)。這就是“原病毒假說(shuō)”。它的提出, 使人們認(rèn)識(shí)到逆轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象的存在。1970 年,坦明和水谷哲( SAT OSHI Mizutani) 在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn), RSV 的病毒粒子含有一種能把單股病毒RN A 轉(zhuǎn)錄到DNA 上去的酶。 與此同時(shí), 巴梯摩爾獨(dú)立地用小白鼠敗血病病毒為材料, 也發(fā)現(xiàn)了同樣的現(xiàn)象。他們的文章一同發(fā)表在1970 年6 月27 日的自然雜志上, 使逆轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象得到了公認(rèn)。這樣, 中心法則就修正成所示的形式 圖二 DNA

5、 是否能直接控制蛋白質(zhì)的合成呢? 有人在離體實(shí)驗(yàn)中觀察到,與核糖體相互作用的某些抗生素如鏈霉素和新霉素, 能打亂核糖體對(duì)信使的選擇,而接受單鏈DNA 分子代替mRNA。然后由單鏈DNA 指導(dǎo),把它的核苷酸順序譯成多肽的氨基酸順序。此外,還有人發(fā)現(xiàn),細(xì)胞核里的DAN還可以直接轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)的核糖體上,不需要通過(guò)RNA即可控制蛋白質(zhì)的合成。這樣,中心法則就可以豐富為如圖3 形式。 圖3二、中心法則的發(fā)展預(yù)測(cè)中心法則的以上形式強(qiáng)調(diào)了核酸對(duì)蛋白質(zhì)的決定作用, 但蛋白質(zhì)對(duì)核酸必然存在著反作用。1967年, 梅克勒(Mehler) 提出, 蛋白質(zhì)的空間構(gòu)型( 不是線性順序) 可以被“逆轉(zhuǎn)錄”成RNA 順序。1982 年, 普魯塞納( S.Prusiner ) 在研究羊癢疫( scrapie) 的致病因子時(shí)發(fā)現(xiàn)一種比病毒更為簡(jiǎn)單的亞病毒為其病原。令人奇怪的是, 這種病原含有侵染所必須的物質(zhì)是蛋白質(zhì)而不是核酸。這種羊癢疫的致病因子被稱(chēng)為朊病毒( virino) 或蛋白侵染子( prion)。它的發(fā)現(xiàn),表明自然界中存在著以蛋白質(zhì)為遺傳信息的可能性, 即在蛋白質(zhì)的指導(dǎo)下合成蛋白質(zhì)。那么，隨著研究的進(jìn)展，能否將中心法則豐富成如下形式 圖四這作為一項(xiàng)對(duì)中心法則未來(lái)發(fā)展方向的預(yù)測(cè),只有等待科學(xué)實(shí)踐來(lái)證實(shí)。通過(guò)上述歷史考察和現(xiàn)實(shí)分析,不難看出,中