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보이지 않는 포수 : 동적 증폭은 어떻게 실수가 사라질 수 있습니까?
생화학 적 반응에서 Dynamic School은 오류 수정의 메커니즘이며 John Hopfield와 Jacques Nigno가 제안한 개념입니다.그들의 연구는 효소 반응 동안, 올바른 생성물과 잘못된 생성물 사이의 선택성이 활성화 에너지의 차이에 기초하여 추론 될 것으로 예상되는 것보다 훨씬 높다고 지적했다.이 발견은 우리가 생체 분자 합성의 정확성을 다시 생각할 수 있었을뿐만 아니라 생화학 적 오류율에 대한 이해에 도전했습니다.
Dynamic Schooling은 돌이킬 수없는 단계를 도입하여 잘못된 제품의 반응 중간체가 반응 경로를 미리 종료 할 수 있도록합니다.간단히 말해서, 돌이킬 수없는 출구 단계가 반응 경로의 다음 단계에 비해 빠른 경우, 올바른 제품의 특이성을 크게 향상시킬 수 있습니다.이 프로세스는 특이성을 더욱 향상시키기 위해 여러 번 반복 될 수 있지만 동시에 생산 속도를 줄입니다.
예를 들어, 약물을 생산하는 생산 라인이 때때로 빈 상자를 생산하고 라인을 업그레이드 할 수없는 경우, 우리는 라인 끝에 거대한 팬을 배치하여 빈 상자를 더 쉽게 날려 버릴 수 있습니다 (더 높은 출구. 속도), 따라서 전체 상자의 비율이 증가합니다.그러나
그러나 단백질 합성에는 소위 특이성의 역설이 있습니다.리보솜이 TRNA의 항-안티 코돈과 mRNA의 코돈에 일치 할 때, 오류율은 10^-4만큼 높기 때문에 리보솜은 거의 항상 상보 적 서열과 일치 할 수 있음을 의미합니다.Hopfield는 이것이 올바른 매트릭스와 잘못된 매트릭스의 차이가 매우 미묘하므로 에너지 차이에 의해서만 결정될 수 있기 때문이라고 지적합니다.
이 오류율은 1 단계 메커니즘에서는 불가능합니다. 리보솜이 보완적인 일치에 의존 할 수 있다면 추가 에너지가없는 추가 에너지 지원없이 해당 오류율보다 적은 응답을 얻을 수 없습니다.
솔루션은 동적 보정이며, 에너지를 적용하여 돌이킬 수없는 단계를 도입하여 반응의 역학을 변화시킵니다.예를 들어, TRNA의 아미노산 충전 동안, 아미노산 TRNA 합성 효소는 고 에너지 중간 상태를 사용하여 반응의 정확도를 향상시킨다.
또한, 상 동체 재조합과 같은 다른 생화학 적 과정에서, RECA 단백질은 DNA를 따라 상 동체 DNA 서열을 검색하고 동적 교정 이이 과정에서도 적용될 것이다.이는 역동적 인 학교가 고립 된 과정이 아니라 일련의 상호 관련 생화학 네트워크임을 시사합니다.일부 DNA 복구 메커니즘에서, DNA 폴리머 라제는 잘못된 뉴클레오티드를 인식하고 즉시 가수 분해 할 수있다.
이론적으로,이 행동은 여러 생화학 네트워크를 통해 달성 될 수 있으며, 대규모 역동적 인 학교는 보편적 인 지수 모양 완료 시간에 가깝게 나타나고 있습니다.또한,이 과정의 토폴로지 구조는 특이성 개선과 밀접한 관련이있을수록 더 많은 특이성이 기하 급수적으로 증가합니다.
동적 교정의 발견은 삶의 과정에 대한 우리의 이해를 심화시킬뿐만 아니라 이러한 프로세스를 최적화하는 방법에 대한 일련의 연구로 이어집니다.과학과 기술의 발전을 통해 우리는 이러한 생화학 적 메커니즘을 미래에 더 깊이 탐구하고 의료 및 생명 공학 분야에서 실용적인 적용 기회를 찾을 수 있습니다.
더 생각해보십시오. 우리는 어떻게 생화학 적 과정의 이러한 원칙을 사용하여 인간의 삶의 질을 향상시키고 끊임없이 확장되는 생물 공학 세계에서 오류율을 줄일 수 있습니까?
