Nguồn gốc, quá trình tiến hóa của DNA và hệ thống nhân đôi DNA (p-1)

Chia sẻ: Nguyen Phuonganh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

215
lượt xem 19
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sự chuyển tiếp từ thế giới của RNA sang thế giới của DNA là một sự kiện lớn trong lịch sử của sự sống. Sự xuất hiện của DNA đòi hỏi sự xuất hiện các hoạt động của các enzyme đối với quá trình tổng hợp các tiền chất của DNA, phiên mã ngược các khuôn RNA và nhân đôi các phân tử DNA sợi đơn hoặc sợi đôi.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nguồn gốc, quá trình tiến hóa của DNA và hệ thống nhân đôi DNA (p-1)

Nguồn gốc, quá trình tiến hóa của DNA và hệ thống nhân đôi DNA (p-1) Sự chuyển tiếp từ thế giới của RNA sang thế giới của DNA là một sự kiện lớn trong lịch sử của sự sống. Sự xuất hiện của DNA đòi hỏi sự xuất hiện các hoạt động của các enzyme đối với quá trình tổng hợp các tiền chất của DNA, phiên mã ngược các khuôn RNA và nhân đôi các phân tử
DNA sợi đơn hoặc sợi đôi. Các số liệu gần đây từ các lĩnh vực So sánh Hệ gene, Sinh học cấu trúc và Hóa Sinh đã cho thấy rằng rất nhiều các hoạt động enzyme này đã được tạo ra không chỉ một lần. Điều này chỉ ra rằng sự chuyển tiếp từ hệ gene RNA sang DNA phức tạp hơn người ta nghĩ trước đây. Sự phân bố các họ protein khác nhau tương ứng với các hoạt động này ở ba lãnh giới của sự sống (Archaea, Eukarya và Bacteria) khá là khó hiểu. Trong nhiều trường hợp, Archaea và Eukarya có cùng một phiên bản
của các protein này trong khi Bacteria lại có một phiên bản khác. Tuy nhiên trong những trường hợp khác, ví dụ thymidylate synthases hoặc DNA topoisomerase type II, sự phân bố theo cây phả hệ của các protein này không tuân theo một mô hình đơn giản. Nhiều giả thuyết đã được đề xuất để giải thích những quan sát này, như sự xuất hiện độc lập của DNA và các protein tham gia nhân đôi DNA, sự chuyển các gene cổ và mất gene hoặc sự thay thế theo phương thức không tương đồng giữa các loài. Chúng ta sẽ đánh giá tất cả các giả thuyết đó trong
bài này với việc nhấn mạnh hơn về các đề xuất rằng virus đã đóng một vai trò quan trọng trong nguồn gốc và sự tiến hóa của các protein tham gia nhân đôi DNA và có khả năng chính cả bản thân DNA. Giới thiệu Mọi sinh vật cấu tạo từ tế bào đều có hệ gene DNA sợi kép vì vậy nguồn gốc DNA và cơ chế nhân đôi của DNA là một vấn đề quan trọng trong sự hiểu biểu của chúng ta về sự tiến hóa của sự sống xa xưa. Đã có lúc nhiều nhà Sinh học phân tử
tin rằng sự sống mặc nhiên bắt đầu bằng sự xuất hiện trước tiên của DNA. Watson và Crick thậm chí đề xuất rằng DNA có thể nhân đôi mà không cần protein, và tự hỏi "liệu có cần một enzyme đặc biệt để tiến hành phản ứng polymer hóa hay chuỗi xoắn đơn có thể hoạt động như một enzyme". Những quan niệm cực đoan như vậy phù hợp với ý kiến cho rằng DNA là một tinh thể không có tính trật tự mà Schroedinger đã dự đoán trong cuốn sách có nhiều ảnh hưởng, "Sự sống là gì" của ông. Tình thế đã thay đổi, và các kết quả thực nghiệm qua nhiều thập kỷ đã thuyết phục chúng ta rằng quá trình tổng
hợp và nhân đôi DNA thực tế đòi hỏi rất nhiều protein. Chúng ta có thể chắc chắn rằng DNA và cơ chế tổng hợp DNA xuất hiện sau trong lịch sử sự sống xa xưa, và DNA có nguồn gốc từ RNA trong một thế giới của RNA và protein. Vì vậy nguồn gốc và sự tiến hóa của các cơ chế nhân đôi DNA xảy ra ở một thời kỳ trọng yếu của tiến hóa sự sống, trải từ giai đoạn sau của thế giới RNA và sự xuất hiện của Tổ Tiên Chung Cuối Cùng (LUCA- Last Universal Cellular Ancestor) cho đến ba lãnh giới của sự sống ngày nay. Đây là lúc chúng ta có thể hào hứng tìm hiểu chi tiết về các cơ chế trổng hợp tiền chất của
DNA và sự nhân đổi DNA thông qua So sánh Hệ gene và Sinh học Phân tử để lần theo lịch sử của chúng.