'Central Dogma នៃជីវវិទ្យាម៉ូលេគុល': តើ 'Dogmas' និង 'Cult Figures' មានកន្លែងណានៅក្នុងវិទ្យាសាស្ត្រទេ?

'គោលលទ្ធិកណ្តាលនៃម៉ូលេគុល ជីវវិទ្យា ដោះស្រាយជាមួយនឹងការផ្ទេរសំណល់ដោយសំណល់លម្អិតនៃព័ត៌មានបន្តបន្ទាប់គ្នាពី DNA ទៅប្រូតេអ៊ីនតាមរយៈ RNA ។ វាចែងថាព័ត៌មានបែបនេះគឺគ្មានទិសដៅពី DNA ទៅប្រូតេអ៊ីន ហើយមិនអាចផ្ទេរពីប្រូតេអ៊ីនទៅប្រូតេអ៊ីន ឬអាស៊ីតនុយក្លេអ៊ីកបានទេ'' (Crick F., 1970)។

Stanley Miller បានធ្វើការពិសោធន៍នៅឆ្នាំ 1952 និងមួយទៀតនៅឆ្នាំ 1959 ដើម្បីយល់ និងបកស្រាយពីប្រភពដើមនៃជីវិតនៅក្នុងបរិស្ថានផែនដីបឋម ហើយរស់នៅរហូតដល់ឆ្នាំ 2007។ ក្នុងអំឡុងពេលរបស់គាត់ DNA ត្រូវបានគេយល់ថាមានសារៈសំខាន់។ ជីវសាស្រ្ត ម៉ូលេគុល ជាម៉ូលេគុលជីវសាស្រ្តដ៏សំខាន់បំផុត ទាក់ទងនឹងវត្ថុធាតុ polymer ពត៌មាន។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ Miller ហាក់ដូចជាខកខានទាំងស្រុងចំពោះការលើកឡើងណាមួយអំពី "ម៉ូលេគុលព័ត៌មានទាក់ទងនឹងអាស៊ីត nucleic" នៅក្នុងស្នាដៃ និងគំនិតរបស់គាត់។

ទិដ្ឋភាពដែលចង់ដឹងចង់ឃើញអំពីការពិសោធន៍របស់ Miller គឺហេតុអ្វីបានជាគាត់ខកខានក្នុងការស្វែងរកសារធាតុប៉ូលីម៊ែរព័ត៌មានអាស៊ីតនុយក្លេអ៊ីកនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌផែនដីដំបូង ហើយផ្តោតលើអាស៊ីតអាមីណូតែប៉ុណ្ណោះ? តើដោយសារតែគាត់មិនបានប្រើសារធាតុមុនរបស់ផូស្វ័រទេ ទោះបីផូស្វ័រទំនងជាមានវត្តមាននៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃការផ្ទុះភ្នំភ្លើងបឋម? ឬគាត់សន្មត់ថា ប្រូតេអ៊ីន វាអាចគ្រាន់តែជាវត្ថុធាតុ polymer ផ្តល់ព័ត៌មាន ហេតុដូច្នេះហើយ រកមើលតែអាស៊ីតអាមីណូ? តើគាត់ជឿថាប្រូតេអ៊ីនគឺជាមូលដ្ឋានសម្រាប់ប្រភពដើមនៃជីវិត ហេតុដូច្នេះហើយបានស្វែងរកតែអត្ថិភាពនៃអាស៊ីតអាមីណូនៅក្នុងការពិសោធន៍របស់គាត់ ឬការពិតដែលថាប្រូតេអ៊ីនបំពេញមុខងារទាំងអស់នៅក្នុងរាងកាយមនុស្ស ហើយជាមូលដ្ឋាននៃអ្វីដែលយើងមានលក្ខណៈជាបាតុភូត ហេតុដូច្នេះហើយមានច្រើនទៀត។ សំខាន់ជាងអាស៊ីត nucleic ដែលគាត់ប្រហែលជាគិតនៅពេលនោះ?

វាត្រូវបានគេស្គាល់ច្រើនអំពីប្រូតេអ៊ីន និងមុខងាររបស់វាកាលពី 70 ឆ្នាំមុន ហើយតិចជាងអំពីអាស៊ីត nucleic នៅពេលនោះ។ ចាប់តាំងពីប្រូតេអ៊ីនទទួលខុសត្រូវចំពោះប្រតិកម្មជីវសាស្ត្រទាំងអស់នៅក្នុងរាងកាយ ហេតុដូច្នេះហើយ Miller គិតថាពួកគេគួរតែជាអ្នកផ្តល់ព័ត៌មាន។ ហេតុដូច្នេះហើយបានស្វែងរកដុំប្រូតេអ៊ីនតែនៅក្នុងការពិសោធន៍របស់គាត់ប៉ុណ្ណោះ។ វាអាចទៅរួចដែលថាប្លុកអគារអាស៊ីតនុយក្លេអ៊ីកក៏ត្រូវបានបង្កើតឡើងដែរ ប៉ុន្តែមានវត្តមាននៅក្នុងបរិមាណដានបែបនេះ ដែលមិនអាចត្រូវបានរកឃើញដោយសារតែខ្វះឧបករណ៍ស្មុគ្រស្មាញ។

DNA ជា រចនាសម្ព័នត្រូវបានបង្ហាញមួយឆ្នាំក្រោយមកក្នុងឆ្នាំ 1953 ដែលបានស្នើរចនាសម្ព័ន្ធ helical ទ្វេសម្រាប់ DNA និងនិយាយអំពីទ្រព្យសម្បត្តិចម្លងរបស់វា។ នេះបានផ្ដល់កំណើតដល់ 'ដ៏ល្បីល្បាញ'កណ្តាល Dogma ជីវវិទ្យាម៉ូលេគុល' ក្នុងឆ្នាំ 1970 ដោយអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រដ៏ល្បីល្បាញ Francis Crick!¹ ហើយ​អ្នក​វិទ្យាសាស្ត្រ​បាន​សម្រប​តាម​និង​បាន​បញ្ចុះបញ្ចូល​ដោយ dogma កណ្តាល​ថា​ពួកគេ​មិន​បាន​ងាក​ក្រោយ​សម្រាប់​មុនគេ​នៃ​អាស៊ីត nucleic ក្នុង​លក្ខខណ្ឌ​ផែនដី​បុព្វកាល។

រឿងនេះហាក់ដូចជាមិនបញ្ចប់ដោយ Miller; គ្មាននរណាម្នាក់ហាក់ដូចជាបានស្វែងរកមុនគេនៃអាស៊ីតនុយក្លេអ៊ីកនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌផែនដីបុព្វកាលអស់រយៈពេលជាយូរណាស់មកហើយ ដែលជាអ្វីដែលគួរឱ្យភ្ញាក់ផ្អើលយ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងដំណាក់កាលនៃវិទ្យាសាស្ត្រដ៏លឿននេះ។ ទោះបីជាមានរបាយការណ៍នៃការសំយោគ adenine នៅក្នុងបរិបទ prebiotic ក៏ដោយ។² ប៉ុន្តែរបាយការណ៍សំខាន់ៗនៃការសំយោគ prebiotic នៃ នុយក្លេអូទីត មុនគេគឺដោយ Sutherland³ ក្នុងឆ្នាំ ២០០៩ និងបន្តទៅទៀត។ ក្នុងឆ្នាំ ២០១៧ អ្នកស្រាវជ្រាវ⁴ ក្លែងធ្វើលក្ខខណ្ឌកាត់បន្ថយស្រដៀងគ្នា ដូចដែលបានប្រើដោយ Miller និង Urey ដើម្បីផលិត nucleobases RNA ដោយប្រើការឆក់អគ្គិសនី និងផលប៉ះពាល់ប្លាស្មាដែលជំរុញដោយឡាស៊ែរថាមពលខ្ពស់។

ប្រសិនបើ Miller ពិតជាបានគិតពីប្រូតេអ៊ីនជាវត្ថុធាតុ polymer ព័ត៌មាន នោះសំណួរនឹងកើតឡើងថា "តើប្រូតេអ៊ីនពិតជាវត្ថុធាតុ polymer ពត៌មាន" មែនទេ? បន្ទាប់ពីជិតកន្លះសតវត្សនៃការត្រួតត្រានៃ 'Dogma កណ្តាល' យើងបានឃើញក្រដាសរបស់ Koonin⁵ នៃឆ្នាំ 2012 ដែលមានចំណងជើងថា "តើ dogma កណ្តាលនៅតែឈរឬ? រឿង ព្រីយ៉ុង ដែលជាប្រូតេអ៊ីនបំភាន់ដែលបង្កជាជំងឺ គឺជាករណីមួយ។ ហេតុអ្វីបានជាប្រូតេអ៊ីន prion ខុសនៅក្នុងរាងកាយមិនបង្កឱ្យមានការឆ្លើយតបនៃប្រព័ន្ធភាពស៊ាំ និង/ឬត្រូវបានលុបចេញពីប្រព័ន្ធ? ផ្ទុយទៅវិញ ប្រូតេអ៊ីនដែលបត់ខុសនេះចាប់ផ្តើមធ្វើឱ្យប្រូតេអ៊ីនផ្សេងទៀតស្រដៀងទៅនឹងវាថា "អាក្រក់" ដូចករណីនៅក្នុងជំងឺ CZD ដែរ។ ហេតុអ្វីបានជាប្រូតេអ៊ីន "ល្អ" ត្រូវបានណែនាំ / កំណត់ដោយប្រូតេអ៊ីន "អាក្រក់" ផ្សេងទៀតដើម្បីត្រូវបានបំភាន់ហើយហេតុអ្វីបានជាម៉ាស៊ីនកោសិកាមិនបញ្ឈប់វា? តើ​ព័ត៌មាន​អ្វី​ដែល​ប្រូតេអ៊ីន​បត់​ខុស​នេះ​ត្រូវ​បាន​ "ផ្ទេរ​" ទៅ​ប្រូតេអ៊ីន​ស្រដៀង​គ្នា​ផ្សេង​ទៀត ហើយ​ពួកគេ​ចាប់​ផ្តើម​មាន​សកម្មភាព​ខុស​ប្រក្រតី? លើសពីនេះ ព្រីយ៉ុងបង្ហាញលក្ខណៈសម្បត្តិមិនធម្មតាខ្លាំង ជាពិសេសភាពធន់ដ៏អស្ចារ្យចំពោះការព្យាបាល ដែលធ្វើឱ្យអសកម្មសូម្បីតែម៉ូលេគុលអាស៊ីតនុយក្លេអ៊ីកតូចបំផុត ដូចជាវិទ្យុសកម្មកាំរស្មីយូវីកម្រិតខ្ពស់ជាដើម។⁶. Prions អាចត្រូវបានបំផ្លាញដោយការកំដៅមុននៅសីតុណ្ហភាពលើសពី 100 ° C នៅក្នុងវត្តមាននៃ detergents បន្តដោយការព្យាបាលដោយអង់ស៊ីម⁷.

ការសិក្សានៅក្នុងផ្សិតបានបង្ហាញថាប្រូតេអ៊ីន prion មានដែនកំណត់ prion ដែលមិនប្រក្រតីដែលបង្កឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរទម្រង់របស់វាពីប្រូតេអ៊ីនល្អទៅ "អាក្រក់" ។⁸. ការអនុលោមតាម prion បង្កើតដោយឯកឯងនៅប្រេកង់ទាប (តាមលំដាប់នៃ 10-6)⁹ ហើយការផ្លាស់ប្តូរទៅនិងពីរដ្ឋ prion កើនឡើងនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌស្ត្រេស¹⁰. Mutants ត្រូវបានញែកដាច់ពីគ្នានៅក្នុងហ្សែន prion តំណពូជ ជាមួយនឹងប្រេកង់ខ្ពស់នៃការបង្កើត prion¹¹.

តើការសិក្សាខាងលើផ្តល់យោបល់ថាប្រូតេអ៊ីន prion ដែលបត់ខុសបានបញ្ជូនព័ត៌មានទៅប្រូតេអ៊ីនផ្សេងទៀត ហើយអាចត្រលប់ទៅ DNA ដើម្បីបង្កឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងហ្សែន prion ដែរឬទេ? ការបញ្ចូលហ្សែននៃតំណពូជ phenotypic ដែលពឹងផ្អែកលើ prion បង្ហាញថាវាអាចទៅរួច។ ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ រហូតមកដល់បច្ចុប្បន្ន ការបកប្រែបញ្ច្រាស (ប្រូតេអ៊ីនទៅជា DNA) មិនត្រូវបានរកឃើញទេ ហើយហាក់ដូចជាមិនត្រូវបានគេរកឃើញនោះទេ ដោយសារតែឥទ្ធិពលដ៏ខ្លាំងនៃ dogma កណ្តាល និងកង្វះសក្តានុពលនៃមូលនិធិសម្រាប់កិច្ចខិតខំប្រឹងប្រែងបែបនេះ។ ទោះបីជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វាអាចយល់បានថា យន្តការម៉ូលេគុលមូលដ្ឋានសម្រាប់ឆានែលនៃការផ្ទេរព័ត៌មានពីប្រូតេអ៊ីនទៅ DNA គឺខុសគ្នាទាំងស្រុងពីការបកប្រែបញ្ច្រាសសម្មតិកម្ម ហើយអាចនឹងលេចចេញជាពន្លឺនៅពេលណាមួយក្នុងពេលណាមួយ។ វាពិបាកឆ្លើយសំណួរនេះ ប៉ុន្តែប្រាកដណាស់ ស្មារតីនៃការស៊ើបអង្កេតដោយមិនគិតថ្លៃ គឺជាសញ្ញាសម្គាល់នៃវិទ្យាសាស្រ្ត ហើយការរៀបការជាមួយ dogma ឬការគោរពគឺជាភាពស្លេកស្លាំងចំពោះវិទ្យាសាស្ត្រ ហើយមានសក្តានុពលក្នុងការគិតកម្មវិធីនៃសហគមន៍វិទ្យាសាស្ត្រ។

***

ឯកសារយោង:

1. Crick F., 1970. Central Dogma of Molecular Biology ។ ធម្មជាតិ 227, 561–563 (1970) ។ DOI៖ https://doi.org/10.1038/227561a0

2. McCollom TM., 2013. Miller-Urey and Beyond: តើយើងបានរៀនអ្វីខ្លះអំពីប្រតិកម្មសំយោគសរីរាង្គ Prebiotic ក្នុងរយៈពេល 60 ឆ្នាំកន្លងមកនេះ? ការពិនិត្យឡើងវិញប្រចាំឆ្នាំនៃវិទ្យាសាស្ត្រផែនដី និងភព។ វ៉ុល។ 41:207-229 (កាលបរិច្ឆេទនៃការបោះពុម្ពផ្សាយ ខែឧសភា ឆ្នាំ 2013) បោះពុម្ពលើកដំបូងតាមអ៊ិនធរណេតជាការពិនិត្យឡើងវិញជាមុននៅថ្ងៃទី 7 ខែមីនា ឆ្នាំ 2013។ DOI: https://doi.org/10.1146/annurev-earth-040610-133457

3. Powner, M., Gerland, B. & Sutherland, J., 2009. ការសំយោគនៃសារធាតុ pyrimidine ribonucleotides ដែលបានធ្វើឱ្យសកម្មនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌដែលអាចជឿជាក់បានជាមុន។ ធម្មជាតិ 459, 239–242 (2009) ។ https://doi.org/10.1038/nature08013

4. Ferus M, Pietrucci F, et al 2017. ការបង្កើត nucleobases នៅក្នុងបរិយាកាសកាត់បន្ថយ Miller-Urey ។ PNAS ថ្ងៃទី 25 ខែមេសា ឆ្នាំ 2017 114 (17) 4306-4311; ចេញផ្សាយដំបូង ថ្ងៃទី 10 ខែមេសា ឆ្នាំ 2017 ។ DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1700010114

5. Koonin, EV 2012. តើ dogma កណ្តាលនៅតែឈរទេ?.Biol Direct 7, 27 (2012) ។ https://doi.org/10.1186/1745-6150-7-27

6. Bellinger-Kawahara C, Cleaver JE, Diener TO, Prusiner SB: Purified scrapie prions ទប់ទល់នឹងភាពអសកម្មដោយការ irradiation កាំរស្មី UV ។ ជេ វីរ៉ូល។ ១៩៨៧, ៦១ (១): ១៥៩-១៦៦។ មាននៅលើអ៊ីនធឺណិត https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/3097336/

7. Langeveld JPM, Jeng-Jie Wang JJ, et al 2003. ការបំផ្លាញអង់ស៊ីមនៃប្រូតេអ៊ីន Prion នៅក្នុងដើមខួរក្បាលពីសត្វគោ និងចៀមដែលឆ្លងមេរោគ។ ទិនានុប្បវត្តិនៃជំងឺឆ្លង លេខ 188 លេខ 11 ថ្ងៃទី 1 ខែធ្នូ ឆ្នាំ 2003 ទំព័រ 1782–1789 ។ DOI៖ https://doi.org/10.1086/379664.

8. Mukhopadhyay S, Krishnan R, Lemke EA, Lindquist S, Deniz AA: ផ្សិត prion monomer ដែលមានដើមកំណើតមកពីដើម ទទួលយកក្រុមនៃរចនាសម្ព័ន្ធដួលរលំ និងប្រែប្រួលយ៉ាងឆាប់រហ័ស។ Proc Natl Acad Sci US A. 2007, 104 (8): 2649-2654 ។ 10.1073/pnas.0611503104..DOI:: https://doi.org/10.1073/pnas.0611503104

9. Chernoff YO, Newnam GP, Kumar J, Allen K, Zink AD: ភស្តុតាងសម្រាប់ការផ្លាស់ប្តូរប្រូតេអ៊ីននៅក្នុង yeast: តួនាទីរបស់ Hsp70-related chaperone ssb ក្នុងការបង្កើត ស្ថេរភាព និងការពុលនៃ prion [PSI] ។ ម៉ុល កោសិកា ប៊ីល។ ឆ្នាំ 1999, 19 (12): 8103-8112 ។ DOI៖ https://doi.org/10.1128/mcb.19.12.8103

10. Halfmann R, Alberti S, Lindquist S: Prions, protein homeostasis និង phenotypic ចម្រុះ។ និន្នាការកោសិកា Biol ។ ឆ្នាំ 2010, 20 (3): 125-133 ។ 10.1016/j.tcb.2009.12.003.DOI៖ https://doi.org/10.1016/j.tcb.2009.12.003

11. Tuite M, Stojanovski K, Ness F, Merritt G, Koloteva-Levine N: កត្តាកោសិកាសំខាន់សម្រាប់ការបង្កើត de novo នៃ prions yeast ។ ជីវគីមី Soc Trans ។ ឆ្នាំ ២០០៨, ៣៦ (Pt 2008): 36-5.DOI: https://doi.org/10.1042/BST0361083

***