กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 8 นาที

สมมติฐานอะแดปเตอร์

สมมติฐาน ตัว ปรับ (Adaptor Hypothesis) เป็นทฤษฎีในชีววิทยาระดับโมเลกุลที่ใช้อธิบายว่าข้อมูลที่เข้ารหัสอยู่ใน ลำดับกรดนิวคลีอิก ของ อาร์เอ็นเอส่งสาร (mRNA)...

สมมติฐานอะแดปเตอร์

เอกสารที่เขียนด้วยลายมือของฟรานซิส คริก เรื่อง "เกี่ยวกับแม่แบบที่เสื่อมสภาพและสมมติฐานตัวปรับ: บันทึกสำหรับชมรม RNA Tie Club" ซึ่งเผยแพร่เป็นการส่วนตัวให้กับสมาชิกของชมรม RNA Tie Club ในเดือนมกราคม ปี 1955

สมมติฐาน ตัวปรับ (Adaptor Hypothesis)เป็นทฤษฎีในชีววิทยาระดับโมเลกุลที่ใช้อธิบายว่าข้อมูลที่เข้ารหัสอยู่ในลำดับกรดนิวคลีอิกของอาร์เอ็นเอส่งสาร (mRNA) ถูกนำมาใช้ในการระบุกรดอะมิโนที่ประกอบเป็นโปรตีนในกระบวนการแปลรหัส ได้ อย่างไร สมมติฐานนี้ถูกคิดค้นโดยฟรานซิส คริกในปี 1955 ในเอกสารที่ไม่เป็นทางการของRNA Tie Clubและต่อมาได้รับการพัฒนาเพิ่มเติมในปี 1957 พร้อมกับหลักการพื้นฐานของชีววิทยาระดับโมเลกุลและสมมติฐานลำดับ (Sequence Hypothesis ) และได้รับการตีพิมพ์อย่างเป็นทางการในบทความเรื่อง "เกี่ยวกับการสังเคราะห์โปรตีน" ในปี 1958 ชื่อ "สมมติฐานตัวปรับ" (Adaptor Hypothesis) นั้นตั้งโดยซิดนีย์ เบรนเนอร์

ครีกตั้งสมมติฐานว่าต้องมีโมเลกุลขนาดเล็กที่สามารถจดจำและจับกับลำดับ mRNA ได้อย่างแม่นยำในขณะที่กรดอะมิโนกำลังถูกสังเคราะห์ โมเลกุลตัวเชื่อมต่อในสมมติฐานนี้ต่อมาได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นกรดนิวคลีอิกที่ไม่เคยรู้จักมาก่อน นั่นคืออาร์เอ็นเอถ่ายโอน (tRNA)

การพัฒนา

ในปี ค.ศ. 1953 ฟรานซิส คริก นักชีวฟิสิกส์ชาวอังกฤษ และเจมส์ วัตสัน นักชีววิทยาชาวอเมริกัน ได้ร่วมกันทำงานที่ห้องปฏิบัติการคาเวนดิชมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์จนสามารถอธิบายโครงสร้างของดีเอ็นเอซึ่งเป็นหนึ่งในสารพันธุกรรมหลักได้ อย่างถูกต้อง [ 1 ]ในบทความที่ตีพิมพ์ตามมาในปีเดียวกันนั้น พวกเขาได้นำเสนอแนวคิดเรื่องข้อมูลทางพันธุกรรมควบคู่ไปกับแนวคิดที่ว่าดีเอ็นเอและโปรตีนอาจมีความสัมพันธ์กัน[ 2 ]ในปี ค.ศ. 1954 เริ่มเป็นที่เข้าใจกันว่าดีเอ็นเอ อาร์เอ็นเอ (ในขณะนั้นเข้าใจเฉพาะอาร์เอ็นเอส่งสารเท่านั้น แต่เป็นเพียงกรดนิวคลีอิกที่ไม่ชัดเจน และได้รับการระบุว่าเป็นเช่นนั้นในปี ค.ศ. 1960 [ 3 ] ) และโปรตีนมีความสัมพันธ์กันในฐานะองค์ประกอบของเส้นทางข้อมูลทางพันธุกรรมเดียวกัน อย่างไรก็ตาม โครงสร้างของอาร์เอ็นเอและรายละเอียดของความสัมพันธ์และการโต้ตอบกันของโมเลกุลทางชีวภาพเหล่านี้ยังคงเป็นปริศนา โดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับวิธีการสังเคราะห์โปรตีนจากกรดนิวคลีอิก[ 4 ]วัตสันเรียกปัญหานี้ว่า "ปริศนาแห่งชีวิต" ในจดหมายถึงคริก[ 3 ] Watson และAlexander Richได้อภิปรายกันในPNASโดยกล่าวว่า "เราจะไม่สามารถตรวจสอบความสัมพันธ์เชิงโครงสร้างระหว่าง RNA และการสังเคราะห์โปรตีน หรือระหว่าง RNA และ DNA ได้ จนกว่าเราจะรู้โครงสร้างของ RNA" [ 5 ]

หลักฐานต่างๆ ได้สะสมมาตั้งแต่ทศวรรษ 1940 ว่าการสังเคราะห์โปรตีนเกิดขึ้นพร้อมกับการเพิ่มขึ้นของระดับ RNA ในไซโตพลาสซึม [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] ความสัมพันธ์ระหว่าง DNA และ RNA สำหรับการสังเคราะห์โปรตีนได้รับการตั้งสมมติฐานครั้งแรกโดยนักชีววิทยาชาวฝรั่งเศส André Boivin และ Roger Vendrely ในปี 1947 พวกเขาเขียนไว้ในExperientia (ต่อมาเปลี่ยนชื่อเป็นCellular and Molecular Life Sciences ) ว่า "กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิกโมเลกุลขนาดใหญ่ควบคุมการสร้างกรดไรโบนิวคลีอิกโมเลกุลขนาดใหญ่ผ่านการกระทำแบบเร่งปฏิกิริยา และในทางกลับกัน กรดไรโบนิวคลีอิกเหล่านี้จะควบคุมการผลิตเอนไซม์ในไซโตพลาสซึม ในความเป็นจริง กลไกของเอนไซม์เกิดขึ้นพร้อมกันจากผลของกรดไรโบนิวคลีอิก (การกระทำแบบเร่งปฏิกิริยา) และจากผลของสารตั้งต้น (การกระทำมวล) [ 9 ]

สมมติฐานแม่แบบกรดนิวคลีอิก

อเล็กซานเดอร์ ดันซ์จากศูนย์การแพทย์มหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์ในนิวยอร์ก เข้าใกล้การตีความที่ถูกต้องของการสังเคราะห์โปรตีนจาก RNA [ 10 ]ในปี 1952 เขาเสนอแนวคิดแรก โดยตั้งชื่อว่า "สมมติฐานแม่แบบกรดนิวคลีอิก" [ 11 ]ว่าโปรตีนถูกสร้างขึ้นจาก RNA แทนที่จะเป็น DNA อย่างไรก็ตาม เนื่องจากโครงสร้างทางเคมีที่แน่นอนของ DNA หรือ RNA ยังไม่เป็นที่รู้จักในขณะนั้น เขาจึงเสนออย่างผิดพลาดว่าโปรตีนและ RNA มีลำดับที่เสริมกัน ดังที่เขาอธิบายไว้ในEnzymologiaว่า "การจัดเรียงเฉพาะของกรดอะมิโนในสายเปปไทด์ที่กำหนดนั้นได้มาจาก การจัดเรียงเฉพาะของนิวคลีโอไทด์ในโมเลกุลกรดนิวคลีอิกเฉพาะที่สอดคล้องกัน" [ 12 ] แนวคิด นี้ได้รับการวิพากษ์วิจารณ์ในNatureในปีถัดมา[ 13 ]ซึ่งดันซ์ได้ปกป้องสมมติฐานของเขา:

ในสมมติฐานที่ฉันเสนอ กรดไรโบนิวคลีอิกถูกเลือกให้เป็นแม่แบบโดยเจตนา เนื่องจากดูเหมือนว่ามีความเป็นไปได้จากการพิจารณาและการตรวจสอบเชิงทดลองหลายประการที่การสังเคราะห์โปรตีนอาจเกิดขึ้นในไซโตพลาสซึมเช่นเดียวกับในนิวเคลียส ในขณะนี้ยังไม่มีข้อโต้แย้งใดๆ ที่จะถือว่ายีนเป็นแม่แบบ แต่ไม่จำเป็นต้องถือว่ายีนทำหน้าที่เป็นแม่แบบโดยตรงสำหรับการสังเคราะห์โปรตีน[ 11 ]

Dounce ยังใกล้เคียงกับคำอธิบายที่ถูกต้องและพื้นฐานเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างยีนและโปรตีน ดังที่เขากล่าวว่า: "ความสัมพันธ์ระหว่างยีนในพลาสมาและยีนในนิวเคลียส [สมมติฐานโดยSol SpiegelmanและMartin David Kamenในปี 1946 [ 14 ] ] สามารถอธิบายได้ด้วยลำดับแม่แบบกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก - กรดไรโบนิวคลีอิก - โปรตีน โดยมีสมมติฐานเพิ่มเติมของการสังเคราะห์กรดไรโบนิวคลีอิกอิสระที่อยู่ร่วมกัน โดยที่กรดไรโบนิวคลีอิกทำหน้าที่เป็นแม่แบบของตัวเอง" [ 11 ]การตีความที่ถูกต้องของการถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรม (DNA → RNA → โปรตีน) ที่พัฒนาโดย Crick ในปี 1957 กลายเป็น หลักการพื้นฐาน ของชีววิทยาโมเลกุล[ 15 ] [ 16 ]

สมมติฐานแม่แบบดีเอ็นเอโดยตรง

จอร์จ กาโมว์ นักฟิสิกส์ชาวโซเวียต-อเมริกันเป็นคนแรกที่คิดค้นแผนการที่สอดคล้องกันสำหรับการสังเคราะห์โปรตีนจาก DNA [ 17 ]โดยอิงจากแบบจำลองวัตสัน-คริกเขามองว่า DNA เองเป็นแม่แบบโดยตรงสำหรับการสังเคราะห์โปรตีน[ 18 ]โดยสมมติว่าเบส ทั้งสี่ ของ DNA สามารถสร้างชุดค่าผสมที่แตกต่างกันได้ 20 แบบในรูปของทริปเปิล เขาจึงเสนอว่ากรดอะมิโนที่แตกต่างกันจะต้องสอดคล้องกับตัวอักษร 20 ตัวของลำดับนิวคลีโอไทด์[ 19 ]ในการกำหนดค่าดังกล่าว DNA จะสร้างโปรตีนโดยตรงจากโมเลกุลอิสระของกรดอะมิโน[ 20 ] ในวารสาร Natureฉบับวันที่ 13 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2497 เขาได้อธิบายว่า:

ดูเหมือนว่าขั้นตอนการแปลดังกล่าวสามารถสร้างขึ้นได้ง่ายโดยพิจารณาความสัมพันธ์แบบ ' กุญแจและแม่กุญแจ ' ระหว่างกรดอะมิโนต่างๆ และ 'รู' รูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนที่เกิดจากนิวคลีโอไทด์ต่างๆ ในสายโซ่กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก... อาจคาดเดาได้ว่ากรดอะมิโนอิสระจากตัวกลางโดยรอบจะเข้าไปติดอยู่ใน 'รู' ของโมเลกุลกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก และรวมตัวกันเป็นสายโซ่เปปไทด์ที่สอดคล้องกัน[ 21 ]

วัตสัน ซึ่งขณะนั้นอยู่ที่สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียในแมสซาชูเซตส์ ก็ได้คิดถึงประเด็นนี้เช่นกัน[ 22 ]ต่างจากกาโมว์ เขาตระหนักถึงความสำคัญที่เป็นไปได้ของ RNA ในฐานะขั้นตอนกลางในการสังเคราะห์โปรตีน[ 3 ]ในตอนแรกเขาจินตนาการว่า DNA ถูกแปลงเป็น RNA โดยปฏิกิริยาเคมี ก่อน แต่ต่อมาได้เปลี่ยนมุมมองเป็น DNA เป็นแม่แบบสำหรับการสังเคราะห์ RNA [ 22 ]แบบจำลองหลังนี้ ซึ่งเขาเรียกว่า "ไม่น่าเกลียด" เริ่มมีความน่าเชื่อถือมากขึ้น ในจดหมายถึงคริกเมื่อวันที่ 11 ธันวาคม พ.ศ. 2497 ในการพูดคุยเกี่ยวกับวิธีการผลิต RNA จาก DNA เนื่องจากมีองค์ประกอบนิวคลีโอไทด์ที่คล้ายคลึงกันโดยพื้นฐาน เขาเขียนว่า "ผมสงสัยว่าคำตอบนั้นอยู่ตรงหน้าเราแล้ว" [ 22 ]

เพื่อไขปริศนาของการสังเคราะห์โปรตีน Gamow (ในฐานะผู้สังเคราะห์) ได้สร้างทีมวิทยาศาสตร์ที่ไม่เป็นทางการซึ่งเขาเรียกว่า RNA Tide Club ในปี 1954 เนื่องจากเขาคาดการณ์ว่าจะหมายถึงกรดอะมิโน 20 ชนิด สโมสรจึงมีสมาชิกได้เพียง 20 คน โดยมีเจ้าหน้าที่ที่ได้รับการแต่งตั้ง ได้แก่ Crick (ในฐานะผู้มองโลกในแง่ร้าย), Rich (ลอร์ดผู้รักษาตราแผ่นดิน) และ Watson (ผู้มองโลกในแง่ดี) ซึ่งส่วนหนึ่งมีจุดประสงค์เพื่อความขบขัน[ 23 ]

สมมติฐานของครีก

เมื่อ Crick ได้พบกับเอกสารของ Gamow เขาก็สังเกตเห็นปัญหาบางอย่างในแผนการดังกล่าวทันที ปัญหาแรกคือเขาและ Watson ไม่เคยนับกรดอะมิโน 20 ชนิดหรือไตรเพล็ตนิวคลีโอไทด์ที่เป็นไปได้ 20 ชนิดมาก่อน[ 19 ] (แม้ว่าต่อมา Gamow จะได้รับการพิสูจน์ว่าถูกต้องและแบบจำลองของเขาเป็นการทำนายรหัสพันธุกรรม ครั้งแรก [ 17 ] [ 23 ] ) ปัญหาอีกประการหนึ่งคือ การสังเคราะห์ RNA และโปรตีนดูเหมือนจะเกิดขึ้นเฉพาะในไซโตพลาสซึม ไม่ใช่ในนิวเคลียส ซึ่งบ่งชี้ว่าเส้นทางจาก DNA ไปสู่โปรตีนไม่เพียงแต่ต้องการการจับทางเคมีโดยตรงเท่านั้น แต่ต้องมีตัวกลางบางชนิดเข้ามาเกี่ยวข้องด้วย[ 10 ]

คริกเริ่มคิดหาวิธีแก้ปัญหานี้โดยยึดแนวคิดของวัตสันที่ว่าบทบาทของ RNA ถูกมองข้ามไป เขาปฏิเสธสมมติฐานของกาโมว์ที่ว่าโมเลกุลอย่างกรดอะมิโนที่มีโครงสร้างทางเคมีแตกต่างจากกรดนิวคลีอิกมากเกินไปจนไม่สามารถจับกับ DNA ได้ แทนที่จะเป็นเช่นนั้น เขาจินตนาการถึงโมเลกุลชนิดหนึ่งที่ไม่รู้จักซึ่งเชื่อมโยงกรดนิวคลีอิกและนำกรดอะมิโนไปยังไรโบโซมเพื่อสร้างสายเปปไทด์[ 3 ]ขณะที่เขาหารือกับซิดนีย์ เบรนเนอร์ เพื่อนร่วมงานของเขาเกี่ยวกับคุณสมบัติของโมเลกุลดังกล่าว เบรนเนอร์ประทับใจกับแนวคิดนี้และตั้งชื่อแนวคิดนี้ว่า "สมมติฐานอะแดปเตอร์" [ 24 ]อะแดปเตอร์จึงเป็นโมเลกุลสมมติที่เห็นได้ชัดว่าช่วยในการปฏิสัมพันธ์ทางอ้อมระหว่าง DNA, RNA และกรดอะมิโนในระหว่างการสังเคราะห์โปรตีน[ 3 ]ดังที่คริกอธิบายไว้ว่า:

ฉันไม่คิดว่าใครก็ตามที่มอง DNA หรือ RNA จะคิดว่าพวกมันเป็นแม่แบบสำหรับกรดอะมิโน หากไม่มีหลักฐานทางอ้อมอื่นๆ... [ในแผนการที่เป็นไปได้แบบหนึ่ง] กรดอะมิโนแต่ละตัวจะรวมตัวกันทางเคมีที่เอนไซม์พิเศษกับโมเลกุลขนาดเล็กซึ่งมีพื้นผิวพันธะไฮโดรเจนเฉพาะที่จะรวมตัวกับแม่แบบกรดนิวคลีอิกโดยเฉพาะ การรวมตัวนี้ยังจะให้พลังงานที่จำเป็นสำหรับการเกิดพอลิเมอไรเซชัน ในรูปแบบที่ง่ายที่สุดจะมีโมเลกุลอะแดปเตอร์ 20 ชนิดที่แตกต่างกัน หนึ่งชนิดสำหรับกรดอะมิโนแต่ละตัว และเอนไซม์ 20 ชนิดที่แตกต่างกันเพื่อเชื่อมกรดอะมิโนเข้ากับอะแดปเตอร์ ซิดนีย์ เบรนเนอร์ ซึ่งฉันได้พูดคุยเกี่ยวกับแนวคิดนี้กับเขา เรียกสิ่งนี้ว่า "สมมติฐานอะแดปเตอร์" เนื่องจากกรดอะมิโนแต่ละตัวมีอะแดปเตอร์เพื่อไปยังแม่แบบ... สมมติฐานอะแดปเตอร์บ่งชี้ว่าชุดกรดอะมิโน 20 ตัวที่พบในโปรตีนนั้นเกิดจากอุบัติเหตุทางประวัติศาสตร์หรือการคัดเลือกทางชีวภาพในระยะเริ่มต้นอย่างมาก" [ 24 ]

คริกยอมรับว่าเขาไม่มีทางรู้ว่าสารเคมีชนิดใดเป็นอะแดปเตอร์ แต่จากนั้นเขาก็แนะนำอย่างรอบคอบว่ามันประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ ซึ่งเป็นอาร์เอ็นเอชนิดหนึ่ง ที่มีลักษณะร่วมกันของทั้งดีเอ็นเอและอาร์เอ็นเอ[ 3 ]เขายังคาดเดาด้วยซ้ำว่า "อินซูลิน ตัวอย่างเช่น น่าจะเป็นโปรตีนที่สร้างจากอาร์เอ็นเอ บางทีอาจมีโปรตีนที่สร้างจากดีเอ็นเอชนิดพิเศษอยู่ ซึ่งมักจะมีปริมาณน้อย (และโดยปกติจึงถูกมองข้าม) [ 24 ]

แม่แบบอาจประกอบด้วยสาย RNA เพียงสายเดียว...โมเลกุลอะแดปเตอร์แต่ละตัวซึ่งประกอบด้วยไดนิวคลีโอไทด์หรือไตรนิวคลีโอไทด์ จะถูกเชื่อมต่อกับกรดอะมิโนของตัวเองโดยเอนไซม์พิเศษ จากนั้นโมเลกุลเหล่านี้จะแพร่กระจายไปยังอนุภาคไมโครโซมและยึดติดกับตำแหน่งที่เหมาะสมบนพื้นฐานของ RNA โดยการจับคู่เบส

บทความที่เผยแพร่ให้กับสมาชิกของ RNA Tie Club ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2498 ในชื่อ "เกี่ยวกับแม่แบบที่เสื่อมสภาพและสมมติฐานอะแดปเตอร์: บันทึกสำหรับ RNA Tie Club" ได้รับการอธิบายว่าเป็น "หนึ่งในบทความที่ยังไม่ได้รับการตีพิมพ์ที่สำคัญที่สุดในประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์" [ 25 ] [ 26 ]และ "เอกสารที่ยังไม่ได้รับการตีพิมพ์ที่มีชื่อเสียงที่สุดในบันทึกของชีววิทยาโมเลกุล" [ 27 ]

สมมติฐานเกี่ยวกับตัวปรับโครงสร้างโปรตีนได้รับการกำหนดอย่างเป็นทางการอย่างสมบูรณ์ในปี 1957 โดยครีกได้นำเสนอคำอธิบายอย่างละเอียดในปาฐกถาเรื่อง "การสังเคราะห์โปรตีน" เมื่อวันที่ 19 กันยายน 1957 ในงานสัมมนาเรื่องการจำลองแบบทางชีวภาพของโมเลกุลขนาด ใหญ่ของ สมาคมชีววิทยาเชิงทดลอง ซึ่งจัดขึ้นที่ มหาวิทยาลัยคอลเลจลอนดอน

การบรรยายได้รับการขยายความและตีพิมพ์เพิ่มเติมในชื่อ "เกี่ยวกับการสังเคราะห์โปรตีน" ในปี พ.ศ. 2491 ซึ่งนักประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์Horace Freeland Judsonได้กล่าวไว้ว่า "เอกสารฉบับนี้ได้เปลี่ยนแปลงตรรกะของชีววิทยาไปอย่างถาวร" [ 28 ]ทั้งนี้เนื่องจากเป็นความเข้าใจอย่างครอบคลุมครั้งแรกเกี่ยวกับข้อมูลทางพันธุกรรม (ต่อมาเรียกว่าหลักการพื้นฐานของชีววิทยาโมเลกุล) การสังเคราะห์โปรตีน (ที่รู้จักกันในชื่อสมมติฐานลำดับ ) บทบาทของ RNA (สมมติฐานตัวปรับ) รวมถึงการมีอยู่ของรหัสพันธุกรรม[ 3 ]

คำอธิบาย

โมเลกุล tRNA จากยีสต์ แอนติโคดอน (ลำดับสามตัวในสีแดง) คือตำแหน่งที่ mRNA จับกับโปรตีนในระหว่างการสังเคราะห์โปรตีน

สมมติฐานเรื่องตัวเชื่อมต่อ (adaptor hypothesis) ถูกนำเสนอเพื่ออธิบายว่าเราสามารถดึงข้อมูลจากกรดนิวคลีอิกและนำมาใช้ประกอบกันเป็นสายของกรดอะมิโนในลำดับที่เฉพาะเจาะจงได้อย่างไร โดยลำดับนั้นถูกกำหนดโดยลำดับนิวคลีโอไทด์ของกรดนิวคลีอิก (DNA หรือRNA ) ที่เป็นแม่แบบ ครีกเสนอว่ากรดอะมิโนแต่ละตัวจะถูกเชื่อมต่อกับชิ้นส่วน "ตัวเชื่อมต่อ" ที่เฉพาะเจาะจงของมันก่อน (ใน ปฏิกิริยา ที่เร่งโดยเอนไซม์ ) จากนั้นลำดับการประกอบของกรดอะมิโนจะถูกกำหนดโดยการจดจำที่เฉพาะเจาะจงระหว่างตัวเชื่อมต่อและกรดนิวคลีอิกซึ่งทำหน้าที่เป็นแม่แบบข้อมูล ด้วยวิธีนี้ กรดอะมิโนจึงสามารถเรียงตัวกันตามแม่แบบในลำดับที่เฉพาะเจาะจงได้ การจับคู่ระหว่างกรดอะมิโนที่อยู่ติดกันจะนำไปสู่การสังเคราะห์พอลิเปปไทด์ที่มีลำดับถูกกำหนดโดยกรดนิวคลีอิกที่เป็นแม่แบบ

พื้นฐาน

แนวคิดเบื้องหลังข้อเสนอของครีกนั้นมาจากการพิจารณาคุณสมบัติทางเคมีโดยทั่วไปของโมเลกุลสองประเภท ได้แก่ กรดนิวคลีอิกและโปรตีน กรดอะมิโนมีลักษณะเฉพาะคือมีหมู่ข้างเคียงที่หลากหลาย ซึ่งแตกต่างกันตั้งแต่ชอบน้ำไปจนถึงไม่ชอบน้ำลักษณะเฉพาะของกรดอะมิโนแต่ละชนิดอยู่ที่คุณสมบัติที่แตกต่างกันของหมู่ข้างเคียงเหล่านี้ ในทางตรงกันข้าม กรดนิวคลีอิกประกอบด้วยสายของนิวคลีโอไทด์ ซึ่งลำดับของนิวคลีโอไทด์นั้นมีพื้นผิวที่กำหนดไว้ทางเรขาคณิตสำหรับการสร้างพันธะไฮโดรเจนทำให้กรดนิวคลีอิกสามารถจดจำกันได้ดี แต่ไม่สามารถแยกแยะหมู่ข้างเคียงที่หลากหลายของกรดอะมิโนได้ การที่ไม่มีความเป็นไปได้ในการจดจำหมู่ข้างเคียงของกรดอะมิโนโดยเฉพาะด้วยลำดับนิวคลีโอไทด์นี้เองที่ทำให้ครีกสรุปว่า กรดอะมิโนจะยึดติดกับกรดนิวคลีอิกขนาดเล็กก่อน ซึ่งก็คือตัวเชื่อมต่อ และตัวเชื่อมต่อนี้โดยการจับคู่เบสกับแม่แบบ (สันนิษฐานว่าเกิดขึ้นระหว่างสายดีเอ็นเอในเกลียวคู่) จะนำกรดอะมิโนไปเรียงตัวบนแม่แบบ

การพิสูจน์

บทบาทของ tRNA ในฐานะโมเลกุลตัวเชื่อมประสานระหว่างการสังเคราะห์โปรตีน

Gamow ไม่ได้ผิดไปเสียทั้งหมด แม้ว่าแนวคิดของเขาเกี่ยวกับการสังเคราะห์กรดอะมิโนโดยตรงจากสายคู่ของ DNA จะได้รับการพิสูจน์แล้วว่าผิด แต่การคาดการณ์ของเขาเกี่ยวกับธรรมชาติของกรดอะมิโนและวิธีการที่พวกมันถูกเข้ารหัสโดยลำดับ DNA (นิวคลีโอไทด์สามตัว) ได้รับการยืนยันว่าเป็นองค์ประกอบสำคัญของการสังเคราะห์โปรตีน[ 17 ]แนวคิดกว้างๆ นี้ปัจจุบันรู้จักกันในชื่อรหัสพันธุกรรม Crick ร่วมกับ JS Griffith และLeslie Orgel (สมาชิกของ RNA Tie Club) อธิบายการคาดการณ์กรดอะมิโน 20 ชนิดว่าเป็น "เลขมหัศจรรย์" และนำเสนอแนวคิดที่ถูกต้องในปี 1957:

ลำดับของกรดอะมิโนถูกกำหนดโดยลำดับของนิวคลีโอไทด์ของกรดนิวคลีอิก มีกรดอะมิโนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติประมาณ 20 ชนิดที่พบได้ทั่วไปในโปรตีน แต่ (โดยปกติ) มีนิวคลีโอไทด์ที่แตกต่างกันเพียง 4 ชนิด ปัญหาที่ว่าลำดับของสิ่ง 4 อย่าง (นิวคลีโอไทด์) สามารถกำหนดลำดับของสิ่ง 20 อย่าง (กรดอะมิโน) ได้อย่างไร เรียกว่า ปัญหา 'การเข้ารหัส' [ 29 ]

ขณะที่ Crick กำลังบรรยายเกี่ยวกับสมมติฐานของเขา พบว่าอะแดปเตอร์ดังกล่าวมีอยู่จริงในธรรมชาติ ซึ่งทีมของMahlon HoaglandและPaul Zamecnik ได้ค้นพบแล้ว โดย บทความของพวกเขาได้รับการตีพิมพ์ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2491 [ 30 ]ปัจจุบัน "RNA ที่ละลายได้" เหล่านี้เรียกว่าtransfer RNAและทำหน้าที่แปลmessenger RNAบนไรโบโซมตามกฎที่อยู่ในรหัสพันธุกรรม Crick จินตนาการว่าอะแดปเตอร์ของเขาจะมีขนาดเล็ก อาจยาวเพียง 5-10 นิวคลีโอไทด์ แต่ในความเป็นจริงแล้ว พวกมันมีขนาดใหญ่กว่ามาก มีบทบาทที่ซับซ้อนกว่าในการสังเคราะห์โปรตีนและมีความยาวใกล้เคียงกับ 100 นิวคลีโอไทด์

  • เกี่ยวกับการสังเคราะห์โปรตีน
  • สารตัวกลางกรดไรโบนิวคลีอิกที่ละลายได้ในกระบวนการสังเคราะห์โปรตีนเก็บถาวรเมื่อ 2007-09-29 ที่Wayback Machine
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Adaptor_hypothesis&oldid=1345424961 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ สมมติฐานอะแดปเตอร์

สมมติฐาน ตัว ปรับ (Adaptor Hypothesis) เป็นทฤษฎีในชีววิทยาระดับโมเลกุลที่ใช้อธิบายว่าข้อมูลที่เข้ารหัสอยู่ใน ลำดับกรดนิวคลีอิก ของ อาร์เอ็นเอส่งสาร (mRNA)...

การพัฒนา

ในปี ค.ศ. 1953 ฟรานซิส คริก นักชีวฟิสิกส์ชาวอังกฤษ และ เจมส์ วัตสัน นักชีววิทยาชาวอเมริกัน ได้ร่วมกันทำงานที่ ห้องปฏิบัติการคาเวนดิช มหาวิทยาลัย เคมบริดจ์ จนสามารถอธิบาย โครงสร้างของดีเอ็นเอ ซึ่งเป็นหนึ่งในสารพันธุกรรมหลักได้ อย่างถูกต้อง [ 1 ]...

สมมติฐานแม่แบบกรดนิวคลีอิก

อเล็กซานเดอร์ ดันซ์ จาก ศูนย์การแพทย์มหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์ ในนิวยอร์ก เข้าใกล้การตีความที่ถูกต้องของการสังเคราะห์โปรตีนจาก RNA [ 10 ] ในปี 1952 เขาเสนอแนวคิดแรก โดยตั้งชื่อว่า "สมมติฐานแม่แบบกรดนิวคลีอิก" [ 11 ] ว่าโปรตีนถูกสร้างขึ้นจาก RNA แทนที่จะเป็น DNA...

สมมติฐานแม่แบบดีเอ็นเอโดยตรง

จอร์จ กาโมว์ นักฟิสิกส์ชาวโซเวียต-อเมริกันเป็นคนแรกที่คิดค้นแผนการที่สอดคล้องกันสำหรับการสังเคราะห์โปรตีนจาก DNA [ 17 ] โดยอิงจาก แบบจำลองวัตสัน-คริก เขามองว่า DNA เองเป็นแม่แบบโดยตรงสำหรับการสังเคราะห์โปรตีน [ 18 ] โดยสมมติว่า เบส ทั้งสี่ ของ DNA...