Language
Country/Area
No result found
Penangkap Tak Terlihat: Bagaimana amplifikasi dinamis membuat kesalahan hilang?
Dalam reaksi biokimia, sekolah dinamis adalah mekanisme koreksi kesalahan, dan konsep yang diusulkan oleh John Hopfield dan Jacques Nigno.Studi mereka menunjukkan bahwa selama reaksi enzim, selektivitas antara produk yang benar dan yang salah jauh lebih tinggi dari apa yang diharapkan disimpulkan berdasarkan perbedaan energi aktivasi.Penemuan ini tidak hanya memungkinkan kami untuk memikirkan kembali keakuratan sintesis biomolekul, tetapi juga menantang pemahaman kami tentang tingkat kesalahan biokimia.
Sekolah dinamis memperkenalkan langkah -langkah yang tidak dapat diubah, membuatnya lebih mudah untuk perantara reaksi dari produk yang salah untuk keluar dari jalur reaksi terlebih dahulu.Sederhananya, jika langkah keluar yang tidak dapat diubah relatif cepat terhadap langkah berikutnya dalam jalur reaksi, maka kekhususan produk yang benar dapat ditingkatkan secara signifikan.Proses ini dapat diulang berkali -kali untuk lebih meningkatkan spesifisitas, tetapi pada saat yang sama akan mengurangi laju produksi.
Misalnya, jika jalur produksi yang menghasilkan obat terkadang menghasilkan kotak kosong dan kami tidak dapat meningkatkan garis, kami dapat membuat kotak kosong lebih mudah meledak dengan menempatkan kipas raksasa di ujung garis (dengan keluar yang lebih tinggi rate), dengan demikian meningkatkan rasio kotak lengkap.
Namun, ada apa yang disebut paradoks spesifisitas dalam sintesis protein.Ketika ribosom cocok dengan anti-anti-kodon tRNA dengan kodon mRNA, laju kesalahan setinggi 10^-4, yang berarti bahwa ribosom hampir selalu dapat mencocokkan urutan komplementer dengan benar.Hopfield mencatat bahwa ini karena perbedaan antara matriks yang benar dan yang salah sangat halus dan karenanya hanya dapat ditentukan oleh perbedaan energi.
Tingkat kesalahan ini tidak dimungkinkan dalam mekanisme satu langkah; jika ribosom hanya dapat mengandalkan kecocokan komplementer untuk membedakan, ia tidak dapat mencapai respons lebih sedikit dari tingkat kesalahan tanpa dukungan energi tambahan tanpa energi tambahan.
Solusinya adalah koreksi dinamis, yang memperkenalkan langkah -langkah ireversibel dengan menerapkan energi, sehingga mengubah dinamika reaksi.Sebagai contoh, selama pengisian asam amino tRNA, asam amino tRNA sintetase menggunakan keadaan antara berenergi tinggi untuk meningkatkan akurasi reaksi.
Selain itu, dalam proses biokimia lainnya seperti rekombinasi homolog, protein RECA akan berkumpul di sepanjang DNA untuk mencari sekuens DNA yang homolog, dan koreksi dinamis juga diterapkan dalam proses ini.Ini menunjukkan bahwa sekolah dinamis bukanlah proses yang terisolasi, tetapi satu set jaringan biokimia yang saling terkait.
Dalam beberapa mekanisme perbaikan DNA, DNA polimerase dapat mengenali dan segera menghidrolisis nukleotida yang salah.
Secara teori, perilaku ini dapat dicapai melalui banyak jaringan biokimia yang berbeda, dan dalam skala besar, sekolah dinamis menunjukkan hampir universal, waktu penyelesaian bentuk eksponensial.Selain itu, struktur topologis dari proses ini terkait erat dengan peningkatan spesifisitas.
Penemuan koreksi dinamis tidak hanya memperdalam pemahaman kita tentang proses kehidupan, tetapi juga mengarah pada serangkaian penelitian tentang cara mengoptimalkan proses ini.Pengembangan sains dan teknologi memungkinkan kita untuk mengeksplorasi mekanisme biokimia ini lebih dalam di masa depan, dan bahkan menemukan peluang untuk aplikasi praktis di bidang perawatan medis dan bioteknologi.
Pikirkan lebih lanjut, bagaimana kita dapat menggunakan prinsip-prinsip proses biokimia ini untuk meningkatkan kualitas hidup manusia dan mengurangi tingkat kesalahan di dunia bioengineering yang terus berkembang?
