Language
Country/Area
No result found
Invisible Catcher: Làm thế nào khuếch đại động có thể khiến sai lầm biến mất?
Trong các phản ứng sinh hóa, trường động là một cơ chế sửa lỗi và khái niệm được đề xuất bởi John Hopfield và Jacques Nigno.Nghiên cứu của họ chỉ ra rằng trong phản ứng enzyme, tính chọn lọc giữa các sản phẩm đúng và sai cao hơn nhiều so với dự kiến sẽ được suy ra dựa trên sự khác biệt về năng lượng kích hoạt.Phát hiện này không chỉ cho phép chúng ta suy nghĩ lại về tính chính xác của tổng hợp phân tử sinh học, mà còn thách thức sự hiểu biết của chúng ta về tỷ lệ lỗi sinh hóa.
Trường học động đang giới thiệu các bước không thể đảo ngược, giúp các chất trung gian phản ứng của các sản phẩm sai dễ dàng thoát khỏi con đường phản ứng trước.Nói một cách đơn giản, nếu một bước thoát không thể đảo ngược là nhanh chóng so với bước tiếp theo trong đường dẫn phản ứng, thì tính đặc hiệu của sản phẩm chính xác có thể được cải thiện đáng kể.Quá trình này có thể được lặp lại nhiều lần để tăng cường hơn nữa tính đặc hiệu, nhưng đồng thời nó sẽ giảm tỷ lệ sản xuất.
Ví dụ, nếu một dây chuyền sản xuất sản xuất thuốc đôi khi tạo ra các hộp trống và chúng ta không thể nâng cấp dòng Tỷ lệ), do đó tăng tỷ lệ của hộp hoàn chỉnh.
Tuy nhiên, có một nghịch lý được gọi là tính đặc hiệu trong tổng hợp protein.Khi ribosome phù hợp với chất chống anti của tRNA với codon của mRNA, tỷ lệ lỗi cao tới 10^-4, điều đó có nghĩa là các ribosome hầu như luôn có thể phù hợp với các chuỗi bổ sung chính xác.Hopfield lưu ý rằng điều này là do sự khác biệt giữa ma trận đúng và sai là rất tinh tế và do đó chỉ có thể được xác định bởi sự khác biệt về năng lượng.
Tỷ lệ lỗi này là không thể trong cơ chế một bước;
Giải pháp là hiệu chỉnh động, đưa ra các bước không thể đảo ngược bằng cách áp dụng năng lượng, do đó thay đổi động lực học của phản ứng.Ví dụ, trong quá trình sạc axit amin của tRNA, axit amin tRNA synthetase sử dụng các trạng thái trung gian năng lượng cao để cải thiện độ chính xác của phản ứng.
Ngoài ra, trong các quá trình sinh hóa khác như tái tổ hợp tương đồng, các protein RECA sẽ tổng hợp dọc theo DNA để tìm kiếm các trình tự DNA tương đồng và hiệu chỉnh động cũng được áp dụng trong quá trình này.Điều này cho thấy rằng việc học động không phải là một quá trình bị cô lập, mà là một tập hợp các mạng lưới sinh hóa liên quan đến nhau.
Trong một số cơ chế sửa chữa DNA, DNA polymerase có thể nhận ra và ngay lập tức thủy phân các nucleotide sai.
Về lý thuyết, hành vi này có thể đạt được thông qua nhiều mạng lưới sinh hóa khác nhau, và ở quy mô lớn, các trường động đang cho thấy thời gian hoàn thành hình dạng theo cấp số nhân.Ngoài ra, cấu trúc tôpô của quá trình này có liên quan chặt chẽ đến việc cải thiện tính đặc hiệu.
Việc phát hiện ra hiệu chỉnh động không chỉ làm sâu sắc thêm sự hiểu biết của chúng ta về các quá trình sống mà còn dẫn đến một loạt nghiên cứu về cách tối ưu hóa các quá trình này.Sự phát triển của khoa học và công nghệ có thể cho phép chúng ta khám phá các cơ chế sinh hóa này sâu sắc hơn trong tương lai, và thậm chí tìm thấy cơ hội cho các ứng dụng thực tế trong các lĩnh vực chăm sóc y tế và công nghệ sinh học.
Hãy suy nghĩ thêm, làm thế nào chúng ta có thể sử dụng các nguyên tắc này của các quá trình sinh hóa để cải thiện chất lượng cuộc sống của con người và giảm tỷ lệ lỗi trong thế giới ngày càng mở rộng của sinh học?
