Die Biotechnologie-Revolution PCR und Klonierung exprimierte Gene, Lernen Wissenschaft bei Scitable

„Das zentrale Dogma, von Crick im Jahr 1958 und der Grundpfeiler der Molekularbiologie ausgesprochenen seitdem ist, wahrscheinlich eine erhebliche Übervereinfachung beweisen. Dass die ketzerische aber unausweichliche Schlussfolgerung ist aus Experimenten stammt in den letzten Monaten getan in zwei Laboratorien in dem Vereinigte Staaten."

Die Entdeckung Reverse Transkription

In den späten 1960er Jahren, Baltimore, Temin und Mizutani wurde jeweils angetrieben durch offene Fragen darüber, wie RNA-Viren gesunde Zellen in Tumorzellen verwandelt. Sie wussten, dass Transformation folgte, als gesunde Zellen DNA aus der äußeren Umgebung integriert (in diesem Fall, RNA-Tumorvirus-DNA) in ihre Genome. Aber wie konnte eine eukaryotische Zelle DNA von einem Virus enthalten, die keine DNA haben?

Howard Temin hatte die Existenz eines Enzyms dazu fähig ist, DNA von RNA bereits 1964 ( „Central Dogma Reversed“, 1970) die Hypothese aufgestellt. Aber wie bei allen wissenschaftlichen Hypothesen ist, blieb die Forschung dieses Vorschlags skeptisch, bis die 1970 Veröffentlichungen entfernt, dass die Skepsis abgewischt. Zu diesem Zeitpunkt war das Rennen auf das Enzym verantwortlich für die Erstellung von DNA aus RNA zu identifizieren. Heute, das Enzym wird als Reverse-Transkriptase bekannt.

Interessanterweise wurde in ihren wegweisenden Papiere, haben die beiden Gruppen von Wissenschaftlern nicht tatsächlich Reverse-Transkriptase identifizieren, aber sie haben klare und schlüssige Beweise für die Existenz eines Enzyms zur Verfügung stellen, die virale RNA als Matrize für die DNA-Synthese verwendet. Die Experimente, die Existenz dieser DNA-Polymerase-Stütz erzeugten Daten, die den folgenden offenbart:

• Die DNA-Polymerase Desoxyribonukleotide nur eingearbeitet, nicht Ribonukleotiden, in sein Produkt.
• Das Produkt selbst „artig“ wie DNA - mit anderen Worten, es war empfindlich auf die Behandlung von Desoxyribonukleasen aber nicht Ribonukleasen.
• Die RNA selbst war die Vorlage, wie durch die Tatsache gezeigt, dass die Behandlung von Virionen mit Ribonukleasen die Fähigkeit der Polymerase zerstört radioaktiv markierten Nukleotiden zu integrieren.

Obwohl die Motivation für die beiden Studien war es, die Rolle von Viren in einigen Krebsarten zu verstehen, gibt es auch einige Vorschläge in den Zeitungen, die die Wissenschaftler bewusst waren, zumindest auf einer intuitiven Ebene, dass es auf ihre Ergebnisse weit größere Auswirkungen waren. Als Temin und Mizutani (1970) schrieb: „Dieses Ergebnis würde für Theorien der viralen Karzinogenese starke Auswirkungen haben und möglicherweise für Theorien der Informationsübertragung in anderen biologischen Systemen.“

Es dauerte nicht lange, für die Wissenschaftler die reverse Transkriptase verantwortlich für Baltimore Feststellungen (Verma et al. 1972) zu isolieren. Ein anderes Team (Bank et al .. 1972) verwendete dann das Enzym DNA von mRNA in einem Reagenzglas zum ersten Mal zu synthetisieren. (Die sogenannte komplementäre DNA, die sich ergibt, wird als cDNA.) Beide Teams mRNAs verwendet Globin oder mRNAs, die Blut-Hämoglobin-Polypeptide kodieren, zu demonstrieren, dass Transcriptase Reverse-DNA in der Tat von mRNA-Templates synthetisieren. Darüber hinaus fanden die Teams auch, dass die Reaktion am besten in der Fülle von kurzen Sequenzen bestehen vollständig aus Thymin Nukleotiden bekannt als Oligo (dT) Primer arbeitet. Das Wissen, dass die meisten eukaryotischen mRNAs eine Reihe von Adeninnucleotiden haben - auch als Poly (A) -Schwanz bekannt - an ihrem 3'-Ende hatten die Wissenschaftler vorausgesagt, dass die cDNA-Synthese von Oligo (dT) Primer erfordern würde, oder dass es würde bei zuletzt durch die Anwesenheit dieser Primer effizienter gemacht werden.

Baltimore, D. Viral RNA-abhängige DNA-Polymerase: RNA-abhängige DNA-Polymerase in Virionen von Viren RNA Tumor. Nature226. 1209-1211 (1970) doi: 10.1038 / 2261209a0 (Link zum Artikel)

Bank, A. et al. In vitro-Synthese von DNA-Komponenten der menschlichen Gene für Globine. Nature New Biology235. 167-169 (1972)

Zentrales Dogma umgekehrt. Nature226. 1198-1199 (1970) doi: 10.1038 / 2261198a0 (Link zum Artikel)

Crick, F. auf die Proteinsynthese. Die biologische Replikation von Macromolecules: Symposium für die Society of Experimental Biology12. 138-162 (1958)

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Temin, H. M. - Mizutani, S. Viral RNA-abhängige DNA-Polymerase: RNA-abhängige DNA-Polymerase in Virionen des Rous-Sarkom-Virus. Nature226. 1211-1213 (1970) doi: 10.1038 / 2261211a0 (Link zum Artikel)

Verma, I. M. et al. In vitro-Synthese von DNA komplementär zu Kaninchen-Retikulozyten-10s-RNA. Nature New Biology235. 163-167 (1972).