''Molekularraren dogma zentrala biologia RNAren bidez DNAtik proteinara informazio sekuentzialaren hondakin-hondakinen transferentzia zehatza lantzen du. Informazio hori DNAtik proteinara norabide bakarrekoa dela adierazten du eta ezin dela proteinatik proteina edo azido nukleikora transferitu'' (Crick F., 1970).
Stanley Millerrek esperimentuak egin zituen 1952an eta beste bat 1959an, lehen lurraren inguruneko bizitzaren jatorria ulertzeko eta deszifratzeko eta 2007ra arte bizi izan zen. Bere garaian, DNA garrantzitsua zela ulertu zen. biologikoa molekula, egia esan, molekula biologiko garrantzitsuena polimero informatiboari dagokionez. Hala ere, Miller-ek erabat galdu zuen bere lan eta pentsamenduetan "azido nukleikoarekin erlazionatutako molekula informatiboaren" aipamenik esplizituki egitea.
Miller-en esperimentuari buruzko alderdi bitxi bat zera da: zergatik galdu zuen azido nukleikoen informazio-polimeroa bilatzeko lurraren hasierako baldintzetan, eta soilik aminoazidoetan zentratu zen? Ez zuelako fosfato aitzindaririk erabili, nahiz eta litekeena den fosforoa egon daitekeen sumendien erupzio-egoera primitiboetan? Edo hori suposatu zuen proteina polimero informatiboa soilik izan zitekeen eta, beraz, aminoazidoak soilik bilatu zituen? Sinetsita zegoen proteina bizitzaren jatorriaren oinarria dela eta, beraz, bere esperimentuan aminoazidoen existentzia soilik bilatu zuen edo proteinek giza gorputzean funtzio guztiak betetzen dituztela eta fenotipikoki garenaren oinarria direla eta, beraz, gehiago azido nukleikoak baino garrantzitsuak, garai hartan pentsa zezakeen?
Duela 70 urte proteinei eta haien funtzionaltasunari buruz asko ezagutzen zen eta garai hartan azido nukleikoei buruz gutxiago. Proteinak gorputzeko erreakzio biologiko guztien erantzule direnez, horregatik informazio-eramaile izan behar zutela pentsatu zuen Millerrek; eta, horregatik, proteina-blokeak soilik bilatu zituen bere esperimentuetan. Sinesgarria da azido nukleikoen eraikuntza-blokeak ere sortu izana, baina tresneria sofistikatu faltagatik detektatu ezin izan diren aztarna kopuruetan egotea.
DNA 1953an urte bat beranduago agertu zen egitura, DNAren egitura helize bikoitza proposatu zuen eta bere propietate erreplikatzaileari buruz hitz egin zuen. Honek sortu zuen famatuaErdiko Dogma Biologia Molekularra' 1970ean Francis Crick zientzialari ospetsuaren eskutik!1 Eta zientzialariak hain sintonizatu eta konbentzitu ziren dogma zentralarekin ez zutela atzera begiratu azido nukleikoen aitzindaririk lur baldintza primitiboetan.
Istorioa ez omen da Millerrekin amaitzen; Inork ez omen zuen azido nukleikoen aitzindaririk bilatu lurraren baldintza primitiboetan denbora luzez –zerbait oso harrigarria zientziaren fase azkar honetan–. Testuinguru prebiotiko batean adeninaren sintesiaren txostenak badira ere2 baina nukleotidoen aitzindarien sintesi prebiotikoari buruzko txosten esanguratsuak Sutherlandek egin zituen3 2009an eta aurrerantzean. 2017an ikertzaileak4 Miller eta Urey-k RNA nukleobaseak ekoizteko deskarga elektrikoak eta potentzia handiko laser bidez bultzatutako plasma-inpaktuak erabiliz antzeko baldintza murriztaileak simulatu zituen.
Millerrek proteina polimero informatibo gisa pentsatu izan balu orduan galdera hau sortzen da: "Proteina benetan informazio-polimero bat al da"? Ia mende erdi 'erdiko dogma' nagusi izan ondoren, Koonin-en papera ikusiko dugu.5 2012ko 'Dogma zentralak zutik jarraitzen al du? Prioiaren istorioa, gaixotasunak eragiten dituen proteina gaizki tolestuta, adibide bat da. Zergatik gorputzean gaizki tolestutako prioi proteinak ez du erantzun immunea eragiten eta/edo sistematik ezabatzen da? Horren ordez, gaizki tolestutako proteina hau CZD gaixotasunean gertatzen den bezala antzeko beste proteina batzuk egiten hasten da. Zergatik proteina "onak" beste proteina "txarrak" gidatzen/diktatzen ditu gaizki tolestu daitezen eta zergatik ez du makineria zelularrak hori geldiarazten? Zer informazio dauka gaizki tolestutako proteina honek antzeko beste proteina batzuetara "transferitzen" dena eta modu irregularrean jokatzen hasten dira? Gainera, prioiek oso ezohiko propietateak erakusten dituzte, bereziki azido nukleiko molekula txikienak ere desaktibatzen dituzten tratamenduarekiko erresistentzia paregabea, hala nola UV irradiazio dosi handikoak.6. Prioiak 100 °C-tik gorako tenperaturan aurrez berotuz suntsitu daitezke detergenteen aurrean eta ondoren tratamendu entzimatikoarekin7.
Legamian egindako ikerketek frogatu dute prioi-proteinek desordenatutako prioiak zehazten dituzten domeinu bat dutela, proteina onetik "txarra"rako trantsizio konformazionala eragiten duena.8. Prioien konformazioa berez eratzen da maiztasun baxuan (10-6 ordenan)9 eta prioi-egoerara aldatzea handitzen da estres-baldintzetan10. Mutanteak prioien gene heterologoetan isolatu dira, prioiak eratzeko maiztasun askoz handiagoarekin11.
Goiko ikerketek iradokitzen al dute gaizki tolestutako prioien proteinek informazioa beste proteinetara pasatzen dutela eta agian DNAra itzul daitezkeela prioien geneetan mutazioak abiarazteko? Prioien mendeko herentzia fenotipikoaren asimilazio genetikoak posible izan daitekeela iradokitzen du. Hala eta guztiz ere, orain arte, alderantzizko itzulpena (proteina DNArako) ez da aurkitu eta badirudi oso zaila izango dela inoiz deskubritzea, dogma zentralaren eragin handiagatik eta ahalegin horietarako balizko finantzazio faltagatik. Hala ere, pentsa daiteke proteinatik DNAra informazioa transferitzeko kanalaren azpian dauden mekanismo molekularrak alderantzizko itzulpen hipotetikotik guztiz desberdinak direla eta uneren batean ager daitezkeela. Galdera zaila da honi erantzutea, baina, zalantzarik gabe, ikerketa-espiritu askea zientziaren bereizgarria da eta dogma edo kultu batekin ezkontzea zientziaren anatema da eta komunitate zientifikoaren pentsamendua programatzeko ahalmena du.
***
References:
1. Crick F., 1970. Central Dogma of Molecular Biology. Natura 227, 561–563 (1970). DOI: https://doi.org/10.1038/227561a0
2. McCollom TM., 2013. Miller-Urey and Beyond: Zer ikasi dugu prebiotikoen sintesi organiko erreakzioei buruz azken 60 urteetan? Lurraren eta Planetaren Zientzien Urteko Berrikuspena. liburukia 41:207-229 (Bolumenean argitaratzeko data 2013ko maiatza) Lehen aldiz sarean argitaratu zen Berrikuspen gisa, 7ko martxoaren 2013an. DOI: https://doi.org/10.1146/annurev-earth-040610-133457
3. Powner, M., Gerland, B. & Sutherland, J., 2009. Pirimidina erribonukleotido aktibatuen sintesia baldintza prebiotikoki sinesgarrietan. Natura 459, 239–242 (2009). https://doi.org/10.1038/nature08013
4. Ferus M, Pietrucci F, et al 2017. Nukleobaseen eraketa Miller–Urey atmosfera erreduzitzailean. PNAS 25ko apirilaren 2017a 114 (17) 4306-4311; 10ko apirilaren 2017ean argitaratu zen lehen aldiz. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1700010114
5. Koonin, EV 2012. Erdiko dogma oraindik zutik?.Biol Direct 7, 27 (2012). https://doi.org/10.1186/1745-6150-7-27
6. Bellinger-Kawahara C, Cleaver JE, Diener TO, Prusiner SB: Scrapie prioi araztuak UV irradiazio bidez inaktibatzeari eusten diote. J Virol. 1987, 61 (1): 159-166. Sarean eskuragarri https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/3097336/
7. Langeveld JPM, Jeng-Jie Wang JJ, et al 2003. Prioien Proteinaren Degradazio Entzimatikoa Infektatutako Behi eta Ardietatik Garuneko Enborran. The Journal of Infectious Diseases, 188. liburukia, 11. alea, 1ko abenduaren 2003a, 1782–1789 orrialdeak. DOI: https://doi.org/10.1086/379664.
8. Mukhopadhyay S, Krishnan R, Lemke EA, Lindquist S, Deniz AA: Natively unfolded legamia prioi monomero batek kolapso eta azkar aldatzen diren egitura multzo bat hartzen du. Proc Natl Acad Sci US A. 2007, 104 (8): 2649-2654. 10.1073/pnas.0611503104..DOI:: https://doi.org/10.1073/pnas.0611503104
9. Chernoff YO, Newnam GP, Kumar J, Allen K, Zink AD: Evidence for a protein mutator yeast in: Hsp70-related chaperone ssb of the role of the formation, stability, and toxicity of the [PSI] prioian. Mol Zelula Biol. 1999, 19 (12): 8103-8112. DOI: https://doi.org/10.1128/mcb.19.12.8103
10. Halfmann R, Alberti S, Lindquist S: Prioiak, proteinen homeostasia eta aniztasun fenotipikoa. Trends Cell Biol. 2010, 20 (3): 125-133. 10.1016/j.tcb.2009.12.003.DOI: https://doi.org/10.1016/j.tcb.2009.12.003
11. Tuite M, Stojanovski K, Ness F, Merritt G, Koloteva-Levine N: Legamia prioien de novo eratzeko faktore zelularrak garrantzitsuak. Biochem Soc Trans. 2008, 36 (5. zatia): 1083-1087.DOI: https://doi.org/10.1042/BST0361083
***
Erantzunak itxita daude.