recenzent 1: Itai Yanai, The Technion, Haifa, Israel
w tym krótkim manuskrypcie Koonin twierdzi, że najważniejszym aspektem Centralnego dogmatu jest to, że zabrania on odwrotnego tłumaczenia. Koonin pisał wcześniej w tym czasopiśmie o problemie ewolucji ze świata RNA do układu nukleinowo-kwasowego połączonego z układem białkowym, oferując zasadę antropiczną jako jedno rozwiązanie., Tutaj zauważa, że przejście z cyfrowego systemu informacyjnego na analogowy. Przejście to korzystało z szerokiego zakresu zmian, co prowadziło do lepszej sprawności w czasie, ale towarzyszyło również kosztowi ogólnego zapobiegania dwukierunkowemu przepływowi informacji. Ten historyczny kompromis jest obecnie centralnym aspektem biologii na Ziemi i Koonin twierdzi, że z tego powodu Centralny dogmat powinien być rzeczywiście uważany za centralny. Uważam ten utwór za interesujący i fascynujący; wydaje się oczywisty tylko dlatego, że jest to znak rozpoznawczy wszystkich dobrych pomysłów po ich zaproponowaniu., W szczególności bardzo się cieszę, że Koonin przyjął koncepcję opracowaną przez biologa molekularnego i ujął ją w kontekście ewolucyjnym. Skłania mnie to do myślenia, że inne Centralne koncepcje biologiczne odniosłyby korzyści z takiego przeformułowania.
odpowiedź autorów: te przemyślane, konstruktywne komentarze są bardzo mile widziane.
recenzent 2: Martin Lercher, University of Duesseldorf
„Centralny dogmat” biologii molekularnej zakłada niemożność przekształcenia sekwencji aminokwasowej białka z powrotem w sekwencję kwasu nukleinowego., (Nota bene: marudzę, że muszę napisać „dogmat” w kontekście naukowym, ale błędna nazwa utknęła.) W swojej pracy Eugene Koonin przekonująco argumentuje, że wykluczenie odwrotnej translacji wynika z faktu, że” analogowa ” struktura 3-D białek nie może zostać przywrócona do liniowej sekwencji aminokwasów. Tak więc informacja „cyfrowa” (=Sekwencja liniowa) jest tracona w fałdowaniu białek i nie może być odzyskana. Z perspektywy czasu wydaje się zaskakujące, że kwestia ta nie otrzymała wcześniej większej uwagi–cecha oryginalnego myślenia.,
odpowiedź autorów: jest to doskonały sposób na podsumowanie istoty artykułu i naprawdę to doceniam.
mam tylko dwa komentarze.,ogólna Sekwencja przejść jest koncepcyjnie identyczna między funkcjonalnym RNA i sekwencjami aminokwasowymi: (1) liniowa Sekwencja w ustalonym alfabecie molekularnym = struktura pierwotna (określana jako „informacja cyfrowa” przez Koonina) → (2) parowanie pomiędzy określonymi cząsteczkami = struktura wtórna → (3) składanie się w strukturę 3-D = struktura trzeciorzędowa (określana jako „informacja analogowa” przez Koonina) podczas gdy maszyny komórkowe są w stanie przekształcić strukturę 3-D („informacja analogowa”) z powrotem do odpowiedniej sekwencji liniowej („informacja cyfrowa”) dla RNA, to samo najwyraźniej nie jest prawdą w przypadku aminokwasów.., Ciekawe byłoby zastanowienie się, dlaczego tak jest–czy dlatego, że interakcje molekularne między aminokwasami są rzędu wielkości silniejsze, czy dlatego, że te interakcje nie zawsze są pary? Aby w pełni zrozumieć, dlaczego odwrotna transkrypcja jest możliwa, podczas gdy odwrotna transkrypcja nie jest, ważne byłoby lepsze zrozumienie fundamentalnej (?) różnica między strukturą trzeciorzędową RNA a strukturą trzeciorzędową białka.
odpowiedź autorów: jest to rzeczywiście fundamentalnie ważna kwestia, która jest częściowo poruszona w artykule., W szczególności stwierdza się, że ” gdy rodzima konformacja białka jest zakłócona, wynikiem jest błędnie sfałszowana globula, a nie Rozszerzony jednowymiarowy ciąg.”Dzieje się tak głównie dlatego, że składanie białek w trzech wymiarach opiera się głównie na odległych, a nie lokalnych interakcjach. W składaniu RNA znacznie większą rolę odgrywają interakcje lokalne (spinki do włosów). W związku z tym, po odwrotnej transkrypcji, RNA wystarczająco łatwo składa się z powrotem do natywnej informacji, unikając w ten sposób problemów spowodowanych nagromadzeniem źle sfałszowanych cząsteczek, w ostrym kontraście do sytuacji z białkami., Co więcej, a może nawet ważniejsze, składanie RNA opiera się przede wszystkim na tych samych komplementarnych oddziaływaniach między zasadami, co synteza RNA. W związku z tym „Demon Crick”, czyli odwrotna transkryptaza, jest stosunkowo prostym urządzeniem. „Demon Anfinsen”, hipotetyczna maszyna do odwrotnego tłumaczenia, musiałaby być nieporównywalnie bardziej złożona. Wydaje się więc, że nie ma termodynamicznych powodów, dla których „Demon Anfinsen” nie mógłby istnieć, ale powody biologiczne wydają się przekonujące.
Po Drugie, terminologia informacji „cyfrowych” i „analogowych” jest nieco myląca., Liniowa sekwencja aminokwasów („cyfrowa” informacja) jest nadal obecna w strukturze trzeciorzędowej, a demon podobny do Maxwella mógłby przejść wzdłuż tej sekwencji, aby ją zgłosić (co zasadniczo robi odwrotna transkryptaza w przypadku RNA). W zasadzie żadna informacja (z wyjątkiem użycia kodonu) nie jest tracona w przejściach między różnymi warstwami struktury. Jest to przeciwieństwo np.,, kodowanie muzyki: sygnał cyfrowy jest nieodwołalnie tracony podczas konwersji na sygnał analogowy, a powtarzające się konwersje między analogowym i cyfrowym doprowadzą do wzrostu odchyleń w obu sygnałach. Tak więc zestawienie cyfrowo-analogowe może być bardziej analogią niż dokładnym opisem, a zwrócenie na to uwagi zwiększyłoby czytelność.
odpowiedź autora: muszę się zgodzić, opozycja cyfrowa vs analogowa jest tu bardziej analogią niż dokładnym opisem. Rzeczywiście, „Demon Anfinsen” mógłby istnieć w zasadzie, nie będąc zakazanym przez termodynamikę., Jednak, jak wspomniano powyżej, istnieją główne biologiczne powody, dla których nigdy nie rozwinął się: i) działania takiego demona sieją spustoszenie w komórce, pozostawiając za sobą błędnie sfałszowane białka, chyba że całe stado demonów byłoby poświęcone refoldingowi, ii) demon musiałby być niezwykle złożony, przynajmniej tak złożony, jak system translacyjny. Wierzę, że biorąc pod uwagę, że w biologii Direct, recenzje i odpowiedzi integralną częścią artykułu, komentarze te będą służyć do wyjaśnienia i zwiększenia czytelności.,
nie widze jak prawa termodynamiczne sa zasadami wykluczania–SA to przybliżenia do zachowania duzych populacji.
odpowiedź autorów: tutaj muszę się z całym szacunkiem nie zgodzić. Bez wątpienia, prawa termodynamiki są przybliżeniami dla zachowania dużych populacji, ale to nie wyklucza ich z zasady wykluczenia. W rzeczy samej, wyraźnie zabraniają one istnienia perpetuum mobile pierwszego rodzaju (pierwsze prawo) i drugiego rodzaju (drugie prawo).,
recenzent 3: Frank Eisenhaber (with Birgit Eisenhaber), Singapore Institute of Bioinformatics
Ta recenzja jest wynikiem wspólnego wysiłku Birgit Eisenhaber i Franka Eisenhabera. Proponowany MS o centralnym dogmacie biologii molekularnej stanowi mile widziane ponowne rozważenie dogmatycznej prezentacji materii w podręcznikach. To była przyjemność przeczytać tekst i wywołał ping-pong kłótni między nami., Po pierwsze, dobrym pomysłem jest umieszczenie dogmatu centralnego w jednym rzędzie z fundamentalnymi fizycznymi prawami wykluczenia i zachowania i szukanie uzasadnienia na poziomie fizycznym, a nie na poziomie biologicznym. Druga idea postrzegania problemu w kontekście transformacji cyfrowo-analogowej jest kolejnym intelektualnym przełomem z domniemana potrzebą odczytu z w pełni denaturatowanych łańcuchów białkowych., Pragniemy podkreślić dodatkową myśl, że droga powrotna od białek do kwasów nukleinowych jest również blokowana przez problem nie-wyjątkowości (Nichteindeutigkeit), disambiguation wielu możliwych ścieżek powrotnych. Po pierwsze, jeden AA jest reprezentowany przez kilka kodonów. Mogą one nie różnić się wartościami tłumaczenia, ale wpływają na wierność ekspresji zarówno przy transkrypcji, jak i tłumaczeniu. Czy komórki powinny nauczyć się mierzyć ekspresję względną lub wzmacniać Gen Z odzwierciedleniem wszystkich zaobserwowanych zmian (w tym włączenia do odpowiednich struktur ekspresji)?, Ponadto może występować kilka izoform, a także mutacje w tym samym miejscu w tym samym białku w tej samej komórce. Jak rozwiązać tę dwuznaczność, ponownie znajdując częstszy mutant? Po trzecie, białko doświadcza wielu PTMs w swoim czasie życia, w tym tych, którzy zmieniają samą sekwencję. Ostatnio połączenie z oryginalnym genem ginie na poziomie dojrzewania proteolitycznego i zmiany tożsamości AA.
odpowiedź autora: ta konstruktywna i ciekawa recenzja jest bardzo mile widziana.