2018年9月26日 星期三

簡明生動又跟得上時代的分子生物學「中心信條(Central Dogma)」短片! 09-27-2018



簡明生動又跟得上時代的分子生物學「中心信條(Central Dogma)」短片!


YOUTUBE上看到(DNA複製-3D)以及(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!


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!

DNARNA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(327)   (DNA複製-3D)
1.   DNA的複製需要多種的酵素(=)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。
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)
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(241)    (DNA到蛋白質-3D)
1.   雖然只是241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POSTEDYOUTUBE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DNADNA與組織蛋白(histones)結合。
5.   RNA Polymerase RNA聚合酶(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 RNAprocess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)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)
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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我曾任教於陽明大學,是一名教生命科學教了快三十年的老師,許多內容,班班相同,年年流轉,教了快三十年早已深植腦海中。約8年前因病退出教壇後,發現有些生命科學的事已開始逐漸慢慢淡忘了,不由得想起麥克阿瑟將軍(General MacArthur)的名言“Old soldier never die, they just fade away.”目前唯一沒變的是對生命科學的喜好與熱誠,有靈感時塗塗鴉一些心得和網友們分享 這是Blogger的緣起。

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