Reviewer 1: Itai Yanai, Technion, Haifa, Israel
I denne korte manuskript, Koonin argumenterer for, at det vigtigste aspekt af den Centrale Dogme er, at den forbyder omvendt oversættelse. Koonin har tidligere skrevet i dette tidsskrift om problemet med at udvikle sig fra en RNA-verden til et nukleinsyresystem kombineret med et proteinsystem, der tilbyder det antropiske princip som en løsning., Her bemærker han, at overgangen var en fra et digitalt informationssystem til en analog. Denne overgang nydt godt af en bred vifte af variation, hvilket fører til bedre kondition over tid, men blev også ledsaget af omkostningerne ved stort set at forhindre en tovejs informationsstrøm. Dette historiske kompromis er nu et centralt aspekt af biologi på jorden, og Koonin hævder, at det centrale dogme af denne grund faktisk bør betragtes som centralt. Jeg finder dette stykke interessant og overbevisende; tilsyneladende indlysende kun fordi det er kendetegnende for alle gode ideer, når de er foreslået., Især er jeg meget glad for at se Koonin tage et koncept, der blev udviklet af en molekylærbiolog og indramme det i en evolutionær kontekst. Det opfordrer mig til at tro, at andre centrale biologiske begreber ville drage fordel af en sådan omlægning.forfatteres svar: disse tankevækkende, konstruktive kommentarer er meget værdsat.
anmelder 2: Martin Lercher, University of Duesseldorf
den “centrale dogme” af molekylærbiologi antager umuligheden af at omdanne aminosyresekvensen af et protein tilbage til en nukleinsyresekvens., (Nota bene: jeg cringe at skulle skrive “Dogma” i en videnskabskontekst, men misvisende har fast.) I sit papir hævder Eugene Koonin overbevisende, at udelukkelsen af omvendt oversættelse skyldes det faktum, at den “analoge” 3D-struktur af proteiner ikke kan vendes tilbage til en lineær aminosyresekvens. Således går” digital ” (=lineær sekvens) information tabt i proteinfoldning og kan ikke gendannes. I eftertid synes det overraskende, at dette spørgsmål ikke tidligere har fået mere opmærksomhed–kendetegnende for original tænkning.,
forfatteres svar: Dette er en glimrende måde at opsummere essensen af papiret, og jeg virkelig sætter pris på det.
Jeg har kun to Kommentarer.,generelt sekvens af overgange er begrebsmæssigt er identiske mellem funktionelle RNA-og aminosyre sekvenser: (1) en lineær sekvens i en fast molekylær alfabet = primære struktur (kaldes “digital information” af Koonin) → (2) binding mellem specifikke molekyler = sekundær struktur → (3) at folde til et 3-D struktur = tertiære struktur (kaldes “analog information” ved Koonin), Mens cellulære maskiner er i stand til at konvertere 3-D struktur (“analog information”) tilbage til tilsvarende lineær sekvens (“digital information”) for RNA, det samme er tilsyneladende ikke tilfældet for aminosyrer., Det ville være interessant at overveje, hvorfor det er–er det, fordi de molekylære interaktioner mellem aminosyrer er størrelsesordener stærkere, eller er det, fordi disse interaktioner er ikke altid parvist? For fuldt ud at forstå, hvorfor omvendt transkription er mulig, mens omvendt oversættelse ikke er, ville det være vigtigt at forstå det grundlæggende bedre (?) forskellen mellem RNA tertiær struktur og protein tertiær struktur.
forfatteres svar: Dette er faktisk et fundamentalt vigtigt spørgsmål, der delvist behandles i artiklen., Især anføres det, at ” når den oprindelige konformation af et protein forstyrres, er resultatet en forkert foldet kugle, ikke en udvidet endimensionel streng.”Dette er for det meste tilfældet, fordi proteinfoldning i tre dimensioner hovedsagelig er baseret på fjerne snarere end lokale interaktioner. Ved RNA-foldning spiller lokale interaktioner (hårnåle) en meget større rolle. Derfor, efter at være omvendt transkriberet, foldes RNA let nok tilbage i den oprindelige information og undgår således de problemer, der er forårsaget af ophobning af misfoldede molekyler, i en skarp kontrast til situationen med proteiner., Desuden og måske endnu vigtigere er RNA-foldning primært baseret på de samme komplementære interaktioner mellem baser som RNA-syntese. Følgelig er” Crick Demon”, dvs.den omvendte transkriptase, relativt simpel enhed. “Anfinsen-dæmonen”, det hypotetiske maskineri til omvendt oversættelse, skulle være uforligneligt mere kompliceret. Således synes der ikke at være termodynamiske grunde til, at “Anfinsen-dæmonen” ikke kunne eksistere, men de biologiske grunde virker overbevisende.for det andet fandt jeg terminologien for “digital” og “analog” information noget forvirrende., Den lineære aminosyresekvens (“digital”, information) er stadig til stede i den tertiære struktur, og en Maxwell-som dæmon kunne gå langs denne sekvens for at rapportere det (som er alt, hvad reverse transkriptase gør i tilfælde af RNA). I princippet går ingen information (undtagen kodonbrug) tabt i overgangene mellem de forskellige lag af struktur. Dette er i modsætning til f. eks.,, kodning af musik: det digitale signal er uigenkaldeligt tabt i konvertering til et analogt signal, og gentagne konverteringer mellem analog og digital vil føre til stigende afvigelser i begge signaler. Således kan den digitale / analoge sammenstilling være mere en analogi end en præcis beskrivelse, og påpege, at ud ville øge læsbarheden.forfatterens svar: Jeg er enig, Den digitale vs analoge opposition her er mere en analogi end en præcis beskrivelse. Faktisk kunne en” Anfinsen-dæmon ” i princippet ikke være forbudt af termodynamik., Som påpeget ovenfor er der dog store biologiske grunde til, at den aldrig har udviklet sig: i) en sådan dæmons handlinger ville ødelægge cellen og efterlade misfoldede proteiner, medmindre en hel flok dæmoner var dedikeret til genfoldning, ii) dæmonen skulle være ekstremt kompleks, mindst lige så kompleks som oversættelsessystemet. Jeg tror, at i betragtning af at i Biology Direct, anmeldelser og Svar en integreret del af artiklen, vil disse kommentarer tjene til at afklare og øge læsbarheden.,
Jeg kan ikke se, hvordan termodynamiske love er udelukkelsesprincipper–de er tilnærmelser for adfærd hos store befolkninger.
forfatteres svar: her må jeg respektfuldt være uenig. Uden tvivl er termodynamikens love tilnærmelser for adfærd hos store befolkninger, men det udelukker ikke, at de er udelukkelsesprincipper. Faktisk forbyder de udtrykkeligt eksistensen af evige bevægelsesmaskiner af den første art (den første lov) og den anden art (den anden lov).,
Reviewer 3: Frank Eisenhaber (med Birgit Eisenhaber), Singapore Institut for Bioinformatik
Denne undersøgelse, er resultatet af en fælles indsats fra Birgit Eisenhaber og Frank Eisenhaber. Den foreslåede MS om molekylærbiologiens centrale dogme giver en velkommen overvejelse af den dogmatiske præsentation af sagen i lærebøger. Det var en fornøjelse at læse teksten, og Det udløste en ping-pong af argumenter mellem os., For det første er det en god ide at sætte det centrale dogme i en række med grundlæggende fysiske love om udelukkelse og bevarelse og at se efter begrundelsen på det fysiske og ikke så meget på det biologiske niveau. Den anden ID.om at se problemet i den digital-analoge transformationskontekst er endnu et intellektuelt gennembrud med det underforståede behov for udlæsning fra fuldt denaturerede proteinkæder., Vi ønsker at understrege den yderligere tanke, at vejen tilbage fra proteiner til nukleinsyrer også blokeres af problemet med ikke-unikhed (Nichteindeutigkeit), flertydig af mange mulige returveje. For det første er en AA repræsenteret af flere kodoner. De er måske ikke forskellige i deres oversættelsesværdier, men de påvirker udtryk troskab ved både transskription og oversættelse. Skal cellerne lære at måle relativ ekspression eller at forstærke et gen med afspejling af alle observerede ændringer (herunder optagelse i passende ekspressionsrammer)?, Yderligere, der kan være flere isoformer og også mutationer på det samme sted i det samme protein i den samme celle. Hvordan løses denne tvetydighed igen ved at finde den hyppigere mutant? For det tredje oplever proteinet masser af PTM ‘ er i sin levetid, herunder dem, der ændrer sekvensen selv. Senest går forbindelsen til det originale gen tabt på niveau med proteolytisk modning og AA-identitetsændrende Kemi.forfatterens svar: denne konstruktive og interessante anmeldelse er meget værdsat.