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分子生物学整体分析 沧海月明 发表于 2005-12-31 10:50:00 ???????????????　　　　　　　　 分子生物学整体分析 分子生物学的核心是中心法则。从这儿谈起。经典的中心法则是 ?????? ________?????? |?????? |?????? |?????? V?????? |????? DNA---------RNA---------protein?????? |_______| 它所包含的信息应该由以下几方面组成。1。静态的：三类分子的角色定位2。动态的：三类分子的转换，遗传信息的流动。3。介于二者之间的：三类分子间的相互作用我们将通过列举中心法则提出四十多年来的发展、丰富来获得一些大趋势。 角色定位：专项负责到一专多能 遗传物质，遗传信息载体原本是DNA的专利，RNA病毒的发现确认了RNA也能干这活，接下来prion???? protein也能自作主张了!另一方面DNA或遗传信息控制不了而对生命仍然是重要的事也已发现不少。细菌细胞壁肽聚糖中的四肽，一些环肽抗菌素，糖蛋白中的糖链结构。注意许多糖链是非常稳定的，某蛋白某位点一定维持固定连接模式的糖链，谁安排的？ 酶是蛋白质正确了很多年，忽一日说是还有ribozyme,近年又出来了deoxyribozyme的苗头,更有甚者说，寡糖也可作催化剂。后两者的研究显然还未能成气候，但摇头的人要先看看文献，找找作者的纰漏，说说为什么不可以，做做实验推翻它，那时再摇头才是有理的。面对未知世界，真正的新知是不可能从旧的体系中推导出来的。扯远了，但化学催化剂与生物催化剂（酶）之间的界限正在变得模糊啊。据说最小的ribozyme 只有三个核苷酸！ 蛋白质也常起结构性的作用，想一想染色体的形成，DNA是否也可以作骨架呢？谁诱惑了谁，它们才组合到一块的？自组织？总得有点原则吧？ RNA的中间人地位尚未受到挑战。还没听说DNA可以直接到蛋白质的。但tRNA/mRNA/rRNA的划分却有些变化。有些功能小分子RNA相继鉴定出笼gRNA (in editing), snRNA,snoRNA...最近又有tRNA和mRNA合二为一的tmRNA被发现。tRNA的功能极其多样。金由辛教授曾有专文总结。 蛋白内部的兼并现象也存在。最突出的就是抗体酶，这是一个基于已知知识作出理性推测并实验成功的典型思路。虽然不是全新的 成果（要求高一点），但也够牛的了。再举一例，聚合酶大统一。DNA聚合酶和RNA聚合酶曾经是泾渭分明，除了RT像一个叛逆者，它既可以DNA又可以RNA作为模板。但掺入产物的毕竟还是dNTP。后来发现Taq,TthDNA聚合酶有RT活性，让人开眼界。谁知T7RNA聚合酶掺了rNTP，还能掺dNTP,这就着实一惊了。又发现一点（或几点，记不清了， EMBO J) 的 定点突变能使T7 RNAP真正成为多面手，有了DNAP， RNAP， RT活性（是否有依赖RNA的RNAP活性，也不记得了）。 已经解析的T7RNAP, Klenow DNAP, Taq DNAP, HIV RTBst DNAP的晶体结构指明了空间结构上相似性的存在。不可思议？ No! 基本原理：所有化学反应均是可逆反应；酶同时降低正反应和逆反应的活化能。例子：用蛋白酶来做多肽合成。以此推导推导看。 信息流动：一根棍子到一棵树 Crick在提出中心法则X时，相当于将一根魔杖插入生物学的土壤(复制的环流就是手柄了)，谁想到插柳柳成荫，这光秃秃的棍子几十年后竟生出无数的枝桠。 DNA水平上的枝桠：内容的变化：大者如recombination, rearrangement, transposable elements，小者如DNA methylation ( will it be important as protein phosphorylation?)?? 注意 现在的DNA顺序测定方法损失了DNA上碱基或核糖的修饰信息。结构上的变化：left-handed DNA(Z-DNA), triplex DNA,curvature, chromosome(generally repress DNA activity),维护手段：telomerase; repair system 复制: initiator, insulator:真核细胞染色体有多个replicons,每个replicon从不互相跨越，那就是insulator 的意义。遗传材料的水平转移:原核中极为常见，故有限制－修饰系统加以维护， 保证种的稳定性。真核细胞呢？前两年PNAS有文称给小鼠喂食M13DNA，隔段时间检测其肠道， 发现尚有大片段DNA存在。似乎DNA的四处散布还是有危险性的。即便肠上皮细胞不能直接