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Catcher invisible: comment l'amplification dynamique peut-elle faire disparaître les erreurs?
Dans les réactions biochimiques, l'école dynamique est un mécanisme de correction d'erreur et le concept proposé par John Hopfield et Jacques Nigno.Leur étude souligne que pendant la réaction enzymatique, la sélectivité entre les produits corrects et les mauvais produits est beaucoup plus élevé que ce qui devrait être déduit en fonction de la différence d'énergie d'activation.Cette découverte nous a non seulement permis de repenser la précision de la synthèse biomoléculaire, mais a également contesté notre compréhension des taux d'erreur biochimiques.
La scolarité dynamique introduit des étapes irréversibles, ce qui facilite les intermédiaires de réaction des mauvais produits pour quitter la voie de réaction à l'avance.Autrement dit, si une étape de sortie irréversible est rapide par rapport à l'étape suivante de la voie de réaction, la spécificité du produit correct peut être considérablement améliorée.Ce processus peut être répété plusieurs fois pour améliorer encore la spécificité, mais en même temps, il réduira les taux de production.
Par exemple, si une ligne de production qui produit des médicaments produit parfois des boîtes vides et que nous ne pouvons pas mettre à niveau la ligne, nous pouvons rendre les boîtes vides plus facilement explosées en plaçant un ventilateur géant à la fin de la ligne (avec une sortie plus élevée taux), augmentant ainsi le rapport de la boîte complète.
Cependant, il existe un soi-disant paradoxe de spécificité dans la synthèse des protéines.Lorsque le ribosome correspond à l'anti-anti-codon de l'ARNt au codon de l'ARNm, le taux d'erreur est aussi élevé que 10 ^ -4, ce qui signifie que les ribosomes peuvent presque toujours correspondre correctement aux séquences complémentaires.Hopfield note que cela est dû au fait que la différence entre la bonne et la mauvaise matrice est très subtile et ne peut donc être déterminée que par les différences d'énergie.
Ce taux d'erreur n'est pas possible dans un mécanisme en une étape; si le ribosome ne peut s'appuyer que sur des correspondances complémentaires pour distinguer, il ne peut pas obtenir une réponse inférieure à ce taux d'erreur sans support énergétique supplémentaire sans énergie supplémentaire.
La solution est une correction dynamique, qui introduit des étapes irréversibles en appliquant l'énergie, modifiant ainsi la dynamique de la réaction.Par exemple, lors de la charge d'acides aminés d'ARNt, l'ARNt-synthétase acide aminé utilise des états intermédiaires à haute énergie pour améliorer la précision de la réaction.
De plus, dans d'autres processus biochimiques tels que la recombinaison homologue, les protéines RECA s'agrégèrent le long de l'ADN pour rechercher des séquences d'ADN homologues, et une correction dynamique est également appliquée dans ce processus.Cela suggère que la scolarité dynamique n'est pas un processus isolé, mais un ensemble de réseaux biochimiques interdépendants.
Dans certains mécanismes de réparation de l'ADN, les ADN polymérases sont capables de reconnaître et d'hydrolyser immédiatement les mauvais nucléotides.
En théorie, ce comportement peut être réalisé à travers de nombreux réseaux biochimiques différents, et à grande échelle, les écoles dynamiques montrent un temps d'achèvement de forme exponentiel presque universel.De plus, la structure topologique de ce processus est étroitement liée à l'amélioration de la spécificité.
La découverte d'une correction dynamique approfondit non seulement notre compréhension des processus de vie, mais conduit également à une série de recherches sur la façon d'optimiser ces processus.Le développement de la science et de la technologie peut nous permettre d'explorer ces mécanismes biochimiques plus profondément à l'avenir, et même de trouver des opportunités pour des applications pratiques dans les domaines des soins médicaux et de la biotechnologie.
Réfléchissez plus loin, comment pouvons-nous utiliser ces principes de processus biochimiques pour améliorer la qualité de la vie humaine et réduire le taux d'erreur dans le monde en constante expansion de la bio-ingénierie?
