Language
Country/Area
No result found
Невидимый ловчик: как динамическое усиление может исчезнуть ошибки?
В биохимических реакциях динамическая школа - это механизм коррекции ошибок, а концепция, предложенная Джоном Хопфилдом и Жаком Ниньо.Их исследование указывает на то, что во время реакции фермента селективность между правильными и неправильными продуктами намного выше, чем ожидается, будет выведена на основе разницы в энергии активации.Это открытие не только позволило нам переосмыслить точность биомолекулярного синтеза, но и бросило вызов нашему пониманию частоты биохимических ошибок.
Динамическое обучение вводит необратимые шаги, что облегчает реакционные промежуточные продукты неверных продуктов для заранее выходить из пути реакции.Проще говоря, если необратимый этап выхода является быстрой по сравнению со следующим шагом в пути реакции, то специфичность правильного продукта может быть значительно улучшена.Этот процесс может быть повторен много раз для дальнейшего повышения специфичности, но в то же время он снизит продукцию.
Например, если производственная линия, которая производит лекарства, иногда производит пустые коробки, и мы не можем обновить линию, мы можем сделать пустые коробки легче взорваться, поместив гигантский вентилятор в конце линии (с более высоким выходом скорость), тем самым увеличивая соотношение полной коробки.
Тем не менее, существует так называемый парадокс специфичности в синтезе белка.Когда рибосома соответствует анти-анти-кодону тРНК с кодоном мРНК, частота ошибок достигает 10^-4, что означает, что рибосомы могут почти всегда соответствовать дополнительным последовательностям правильно.Хопфилд отмечает, что это связано с тем, что разница между правильной и неправильной матрицей очень тонкая и, следовательно, может быть определена только с помощью энергетических различий.
Этот частота ошибок невозможна в одноэтапном механизме;
Решением является динамическая коррекция, которая вводит необратимые шаги, применяя энергию, тем самым изменяя динамику реакции.Например, во время аминокислотной зарядки тРНК аминокислотная тРНК-синтетаза использует высокоэнергетические промежуточные состояния для повышения точности реакции.
Кроме того, в других биохимических процессах, таких как гомологичная рекомбинация, белки Reca будут агрегировать вдоль ДНК для поиска гомологичных последовательностей ДНК, а в этом процессе также применяется динамическая коррекция.Это говорит о том, что динамическое обучение не является изолированным процессом, а набор взаимосвязанных биохимических сетей.
В некоторых механизмах репарации ДНК ДНК -полимеразы способны распознавать и немедленно гидролизовать неправильные нуклеотиды.
Теоретически, это поведение может быть достигнуто с помощью множества различных биохимических сетей, и в крупных динамических школах демонстрируются близкое к универсальному, экспоненциальному времени завершения формы.Кроме того, топологическая структура этого процесса тесно связана с улучшением специфичности.
Обнаружение динамической коррекции не только углубляет наше понимание жизненных процессов, но и приводит к серии исследований о том, как оптимизировать эти процессы.Развитие науки и техники может позволить нам более глубоко изучить эти биохимические механизмы в будущем и даже найти возможности для практического применения в области медицинской помощи и биотехнологии.
Подумайте далее, как мы можем использовать эти принципы биохимических процессов для улучшения качества человеческой жизни и снизить частоту ошибок в постоянно расширяющемся мире биоинженерии?
