Konstantinos Dimitrios Triantaphyllidis
Το κεντρικό “γενετικό δόγμα” της μοριακής Βιολογίας λειτουργεί και σε αντίστροφη διαδικασία!!!
ΠΕΡΙΛΗΨΗ. Το «κεντρικό γενετικό δόγμα» της μοριακής βιολογίας, όπως αρχικά διατυπώθηκε από τον Francis Crick, περιγράφει τη μονόδρομη ροή της γενετικής πληροφορίας μέσα στο κύτταρο: DNA > RNA > Πρωτεΐνη.
Η αντίστροφη διαδικασία (ή αντίστροφο γενετικό δόγμα) αναφέρεται στην ικανότητα της γενετικής πληροφορίας να ρέει προς την αντίθετη κατεύθυνση σε συγκεκριμένες περιπτώσεις, δηλαδή Πρωτεΐνη > RNA > DNA.
ΚΕΙΜΕΝΟ. Σύμφωνα με το κεντρικό δόγμα της Βιολογίας (που διατυπώθηκε το 1960) η γενετική πληροφορία μεταγράφεται με ακρίβεια από το DNA στο RNA και στη συνέχεια μεταφράζεται σε πρωτεΐνες. Που σημαίνει ότι οι πληροφορίες που περιέχει το DNA αντιγράφονται σε μόρια RNA τα οποία με τη σειρά τους δίνουν εντολή για την παραγωγή πρωτεϊνών. Το δόγμα άλλαξε το 1970 με την ανακάλυψη της ανάστροφης τρασκριπτάσης, ενός ενζύμου που συνθέτει DNA από RNA. Τώρα, οι Shi et al (2026)* σε άρθρο τους δείχνουν ότι σχεδίασαν τη μεταφορά πληροφοριών από πρωτεΐνη σε RNA και στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας την ανάστροφη τρασκριπτάση, από RNA σε DNA, ανοίγοντας ένα νέο κεφάλαιο για το κεντρικό «γενετικό δόγμα» της μοριακής βιολογίας. Επιπλέον, υπάρχει στο επιστημονικό περιοδικό PNAS πρόσθετο άρθρο* που συνοψίζει όλη της εξέλιξη του κεντρικού δόγματος της Μοριακής Βιολογίας.
ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ. Στόχος των ερευνητών στο Systems and Synthetic Biology Division, Department of Life Sciences, Chalmers University of Technology, στη Σουηδία ήταν να εξετάσουν πειραματικά εάν τα βήματα που απαιτούνται για την υποθετική μετατροπή αλληλουχιών πεπτιδίων σε RNA και κατόπιν σε DNA θα μπορούσαν να καταλυθούν από τα υπάρχοντα κυτταρικά ένζυμα. Οι αντιδράσεις που δοκίμασαν περιλάμβαναν: i) Σταδιακή αποικοδόμηση πεπτιδίων από μια διεργασιακή αμινοπεπτιδάση, απελευθερώνοντας διαδοχικά αμινοξέα. ii) Αντιστοίχιση της ταυτότητας των απελευθερωμένων αμινοξέων με τα κωδικόνια από απτάζυμα (προσαρμογείς RNA που αναγνωρίζουν αμινοξέα και αυτοδιασπώνται και απελευθερώνουν συγκεκριμένες τριπλές κωδικονίων σε απόκριση) και iii) Σύνδεση τριπλέτων κωδικονίων σε μακρύτερα RNA που μπορούν να μεταγραφούν αντίστροφα σε DNA. Σε ένα υποθετικό διεργασιακό σύστημα που βασίζεται σε αυτές τις αντιδράσεις, η προκύπτουσα αλληλουχία DNA θα ταίριαζε με την αλληλουχία αμινοξέων στο αρχικό πεπτίδιο. Τα αποτελέσματά τους υποδηλώνουν ότι όλα αυτά τα βήματα μπορούν να καταλυθούν και, ως εκ τούτου, η πιθανότητα αντίστροφης μετάφρασης να έχει συμβεί σε κάποιο σημείο της πρώιμης εξέλιξης δεν πρέπει να αγνοηθεί.
ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΖΩΗΣ. Η κατανόησή μας για τη μετάβαση από την προβιοτική στη βιοτική εξέλιξη και τον σχηματισμό ζωντανών κυττάρων είναι ελλιπής. Ορισμένες θεωρίες προτείνουν ότι τα μόρια RNA με καταλυτικές ιδιότητες ήταν το κλειδί σε αυτή τη μετάβαση, διασφαλίζοντας ότι τα πρώιμα κύτταρα μπορούν να καταλύσουν μεταβολικές αντιδράσεις και να μεταδώσουν γενετικές πληροφορίες. Εναλλακτικές θεωρίες προτείνουν ότι τα πεπτίδια ήταν οι πρώτοι καταλύτες, αλλά τα πεπτίδια δεν έχουν την ικανότητα να μεταδίδουν γενετικές πληροφορίες. Σε αυτή τη μελέτη, οι ερευνητές καταδεικνύουν ότι η γενετική πληροφορία μπορεί ενδεχομένως να μεταδοθεί από πεπτίδια στο DNA, χρησιμοποιώντας τους υπάρχοντες μοριακούς καταλύτες, τόσο RNA όσο και πεπτίδια. Τα αποτελέσματά αυτά δεν προσφέρουν απόδειξη για καμία από τις θεωρίες, ούτε αμφισβητούν καμία από αυτές. Απλώς συμβάλλουν στην αξιολόγηση των πιθανών σεναρίων.
Lei Shi et al. (2026). From peptides to DNA: All required steps can be catalyzed.
PNAS 123 (9) e2534387123.
Mrnjavac N. and W. Martin. (2026). The central dogma inreverse. PNAS 123: e260488123.