簡明生動又跟得上時代的分子生物學「中心信條(Central Dogma)」短片!
在YOUTUBE上看到(DNA複製-3D)以及(由DNA到蛋白質-3D),兩部有關分子生物學中心信條的短片。兩部都一樣條理分明,井然有序!值得細細觀看!
圖01. 分子生物學之中心信條(Central
Dogma)。
雖然真實上
細胞裡的胞器須高倍的光學顯微鏡才能看得清楚!
而DNA、RNA可能放大倍率再高的電子顯微鏡都看不清!
但兩部短片很生動而色彩鮮明的,讓大家有了一些清楚的基本概念!
YOUTUBE上的這兩部短片,From DNA to protein-3D不但有中文(台灣)的翻譯,事實上它有24種的翻譯!而DNA replication-3-D也有17種的翻譯!
DNA replication
- 3D(3分27秒) (DNA複製-3D)
1.
DNA的複製需要多種的酵素(=酶)參與!
a.
解螺旋酶(Helicase)—將母股的雙股DNA分開成單股。
b.
引子酶=先導體酶=導引酶((Primase)—形成一小段RNA引子。
c.
DNA聚合酶(DNA Polymerase α)—形成新的DNA。
d.
核酸外切酶(Exonuclease)—移除新合成兩股的RNA引子。
e.
DNA聚合酶(DNA Polymerase δ)—填補移除RNA引子留下的縫隙。
f.
DNA連接酶(DNA Ligase)—於延緩股黏合DNA片段。
※以DNA聚合酶α為主要的複製酶;DNA聚合酶δ填補移除RNA引子留下的縫隙,是真核細胞細胞核中發生的事情。
在細菌等原核細胞則是以DNA聚合酶III為主要複製酶;DNA聚合酶I填補移除RNA引子留下的縫隙。
2.
DNA的複製真核細胞在細胞核中進行。
3.
DNA的複製只能從5’→ 3’方向進行。
4.
DNA的複製是半保留式(Semiconservative)。
5.
DNA的複製須RNA引子=RNA先導體(RNA primer)。
6.
DNA的複製分領導股(leading strand)以及延緩股(lagging strand)。
7.
延緩股形成岡崎片段(Okazaki Fragments)
圖02. DNA的複製(Replication)為半保留式(Semiconservative)。
本圖詳列出DNA複製所需的酵素。最右邊的拓樸異構酶是將雙股螺旋DNA形成雙股直線。
圖片來源:https://zh.wikipedia.org/wiki/DNA复制
From
DNA to protein - 3D(2分41秒) (由DNA到蛋白質-3D)
1. 雖然只是2分41秒的短片,但是非常生動清晰的說明了DNA到蛋白質的相關步驟,難怪POSTED到YOUTUBE上才3年多,已有超過345萬人次點閱!
2. 翻譯及說明一些專有名詞如下(橘色為短片中依照順序提及之專有名詞):
3. Cell 細胞、 Nucleus細胞核 、 Genome 基因組(細胞核中所有的DNA稱為基因組,其中大約只有3%的DNA具有基因(genes)。而人類約有2萬~2.5萬對基因。)
4. Chromosome 染色體(人的細胞核中具有23對染色體) ,一條染色體上具有一條DNA,DNA與組織蛋白(histones)結合。
5. RNA
Polymerase RNA聚合酶(將DNA帶有基因的一股轉錄成訊息RNA (messenger RNA, mRNA的酵素)
6. DNA上的密碼(codes)決定了訊息RNA(mRNA)上的密碼(codons)。
7. Transcription 轉錄 、轉錄後的異質核RNA(hnRNA),必須經過轉錄後的修飾(※影片中以removing & adding sections of RNA的process來表示)才能轉變為成熟的mRNA (mature mRNA)。
8. 成熟的mRNA經由核孔離開細胞核進入Cytoplasm 細胞質。
9. Ribosome 核醣體(細胞質中以成熟訊息RNA(mature mRNA)為藍圖合成蛋白質的胞器)
10. 核醣體一方面與訊息RNA(mRNA)結合;另一方面與搬運RNA(tRNA)結合。以mRNA上的密碼(codon)與tRNA上的反密碼(anti-codon)互相配對。
11. Amino acids 胺基酸(細胞內有20種胺基酸,核醣體與mRNA結合,透過搬運RNA的幫忙,將胺基酸串成長長的氨基酸鍊。)
12. Transfer RNA 搬運RNA(簡稱tRNA,負責搬運適當的胺基酸至核醣體。)
13. 訊息RNA(mRNA)上有3個核苷酸一組的密碼(codons)影片上以The messenger RNA read three bases at a time表示;搬運RNA(tRNA)上具有反密碼,如果密碼反密碼的3個氮鹼基配對都吻合,就是找到正確的氨基酸,也可說是配對完成。(影片中密碼與反密碼配對這樣的動作重複了16次)
14. 長長的氨基酸鍊離開核醣體,再以其它的機制形成適當的立體構造,添加上一些官能基(例如磷酸化、甲基化……)最後形成具有生理功能的蛋白質(protein)。
15. 在細胞質進行蛋白質合成的步驟稱為轉譯( Translation)。轉譯後需再經轉譯後修飾,才能成為具有生物活性的蛋白質。轉譯後的修飾,在部短片就有一些些虎頭蛇尾,只提及蛋白質需皺褶(folding)成適當的立體結構,其它的機轉沒有提隻字片語?
※影片中提及的adding指的是加帽作用(Capping)以及加尾作用(Tailing);
影片中提及的removing指的是剪接作用(Splicing)—移除內子或插入子(Introns)。因為影片中沒提到,所以請網友自行查詢相關資料
大部分人的腦波都傾向於接受圖案式的訊息,而此短片應該是製作卡通圖片的高手所為,立體的圖案非常生動鮮明而清晰!多看兩次,對分子生物學中心信條的概念會很清楚!
細胞核以及中心信條的詳細說明可參考:
(3)
細胞核(Nucleus) & 內質網(Endoplasmic Reticulum, ER) & 分子生物學之中心信條
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