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Dogma centrale della biologia molecolare

1958
  • Francis Crick
Laboratorio di biologia molecolare con apparecchiature per il sequenziamento del DNA e uno scienziato.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

Il dogma centrale della biologia molecolare descrive il flusso di informazioni genetiche all'interno di un sistema biologico. Afferma che le informazioni fluiscono dal DNA all'RNA alle proteine. Il DNA può essere replicato per produrre altro DNA e può essere trascritto in RNA, che viene poi tradotto in una proteina. Questo processo è generalmente unidirezionale e fornisce le informazioni di base. struttura per l'espressione genica.

Il dogma centrale della biologia molecolare, formulato per la prima volta da Francis Crick, fornisce il quadro di riferimento fondamentale per comprendere come l'informazione genetica viene elaborata negli organismi viventi. Esso delinea un flusso unidirezionale di informazioni dalla molecola di riserva (DNA) a quella di messaggero (RNA) fino al prodotto finale (proteina). Questo processo è suddiviso in tre fasi principali. La prima è la replicazione, in cui la molecola di DNA viene duplicata dall'enzima DNA polimerasi, garantendo che l'informazione genetica venga fedelmente trasmessa durante la divisione cellulare. La seconda fase è la trascrizione, in cui uno specifico segmento di DNA, un gene, viene copiato in una molecola di RNA messaggero (mRNA) dall'enzima RNA polimerasi. Questa molecola di mRNA funge da copia transitoria delle istruzioni del gene. La fase finale è la traduzione, in cui il codice genetico presente sulla molecola di mRNA viene letto dai ribosomi. Il ribosoma si muove lungo l'mRNA e, con l'aiuto di molecole di RNA di trasferimento (tRNA) che trasportano specifici amminoacidi, assembla una catena polipeptidica. La sequenza di nucleotidi sull'mRNA determina la sequenza di amminoacidi nella proteina, che si ripiega poi in una struttura tridimensionale funzionale.

Mentre il dogma originale proponeva un flusso strettamente unidirezionale, le scoperte successive hanno rivelato importanti eccezioni. La scoperta della trascrittasi inversa nei retrovirus, come l'HIV, da parte di Howard Temin e David Baltimore, ha dimostrato che l'informazione può fluire a ritroso dall'RNA al DNA. Questo enzima sintetizza il DNA a partire da uno stampo di RNA, che può poi essere integrato nel genoma dell'ospite. Altre eccezioni includono la replicazione dell'RNA, osservata in alcuni virus in cui l'RNA viene replicato direttamente in altro RNA, e l'esistenza di RNA non codificanti che svolgono ruoli funzionali senza essere tradotti in proteine. Nonostante queste variazioni, il principio fondamentale secondo cui il DNA trasporta il progetto genetico primario, che viene trascritto e poi tradotto per produrre proteine ​​funzionali, rimane il principio organizzativo centrale della biologia molecolare.

UNESCO Nomenclature: 2406
- Biologia molecolare

Tipo

Sistema astratto

Interruzione

Fondamento

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • scoperta della struttura del DNA da parte di Watson e Crick
  • Esperimento di Avery–MacLeod–McCarty che mostra il DNA come materiale genetico
  • comprensione delle proteine ​​come molecole funzionali
  • scoperta dell'RNA messaggero (mRNA)
  • La proposta di George Gamow di un codice genetico

Applicazioni

  • comprendere l'espressione genica
  • ingegneria genetica
  • sviluppo di farmaci antivirali mirati alla replicazione o alla trascrizione
  • diagnosi delle malattie genetiche
  • biologia sintetica
  • sviluppo di vaccini a mRNA

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

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Argomenti correlati: dogma centrale, Francis Crick, DNA, RNA, proteine, trascrizione, traduzione, replicazione, espressione genica, informazione genetica.

Contesto storico

Dogma centrale della biologia molecolare

1940
1950
1951
1958
1960
1970
1973
1940
1950
1950
1954
1960
1967
1970
1975

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

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