7
Daur Ulang Enzim, Replikasi RNA, dan Replikasi DNA
HYC-1979Lesson 1: Eigen, Schuster, Hypercycle
00:00

Suatu daur ulang enzim siklus, replikasi RNA yang dipandu cetakan siklus, dan replikasi DNA semikonservatif merupakan tiga pola molekuler yang tidak boleh dicampuradukkan oleh teori hiperdaur. Perbedaan yang menentukan adalah apakah suatu proses hanya mengonversi substrat atau juga menyalin informasi sekuens. Hanya replikasi cetakan yang menciptakan unit yang dapat diwariskan yang tunduk pada mutasi, seleksi, dan batasan ambang galat yang membentuk organisasi hiperdaur.

Perbandingan tiga pola molekulerTiga peran yang harus dipisahkan: katalis, cetakan, produk1. Daur ulang enzimSiklus katalitik sederhanaSEnzimPdilepaskan tanpa perubahanTidak dikonsumsi; tidak disalinMemperbanyak produk; tidak menyalin sekuensCetakan: tidak adaSekuens disalin: Tidak2. Replikasi RNASintesis terarah cetakan+ RNAcetakancetakanβˆ’ RNAPasangan plus/minusberperan sebagai unit autokatalitikCetakan: untai RNASekuens disalin: Ya3. Replikasi DNASemikonservatifdupleks parentaldupleks memisahanakan 1anakan 2Setiap dupleks anakan mempertahankansatu lama + satu baru untaiCetakan: untai parentalSekuens disalin: YaHanya replikasi cetakan yang menyalin informasi sekuens β€” perbedaan yang menentukan

Tiga peran yang harus dipisahkan: katalis, cetakan, produk

Daur ulang enzim. Enzim mempercepat konversi substrat menjadi produk, dilepaskan tanpa perubahan, dan tidak dikonsumsi maupun direplikasi. Enzim tidak memiliki peran cetakan. Enzim memperbanyak produk tanpa menyalin informasi molekuler katalis itu sendiri. Dalam istilah hiperdaur, katalisis saja tidak dapat berperan sebagai unit Darwin karena tidak membawa sekuens yang dapat diwariskan.

Replikasi RNA. Replikasi RNA adalah sintesis terarah cetakan: untai RNA mengarahkan pembentukan untai RNA komplementer. Dalam siklus replikasi plus/minus, komplemen dapat menjadi cetakan untuk regenerasi untai asli, sehingga pasangan komplementer dapat berperan sebagai unit autokatalitik, meskipun untai RNA individu adalah cetakan dan bukan katalis daur ulang. Sekuens yang disalin merupakan informasi yang dapat diwariskan.

Replikasi DNA. Replikasi DNA adalah replikasi cetakan semikonservatif: dupleks memisah, dan setiap untai parental berperan sebagai cetakan untuk untai komplementer baru. Setiap dupleks anakan mengandung satu untai lama dan satu untai baru. Duplikasi ini semikonservatif karena tidak ada anakan yang sepenuhnya terbuat dari materi baru; masing-masing mempertahankan satu untai parental.

Tabel perbandingan

ProsesKatalisCetakanProdukMode siklusSekuens disalin?
Daur ulang enzimEnzim (dilepaskan tanpa perubahan)Tidak adaSubstrat yang dikonversiSiklus katalitik sederhanaTidak
Replikasi RNAAparatus replikasi; untai RNA yang disalin bukan katalis daur ulangUntai RNA (plus atau minus)Untai RNA komplementerSiklus cetakan plus/minus; pasangan dapat bersifat autokatalitikYa
Replikasi DNAMesin replikasiSetiap untai DNA parentalUntai DNA komplementer baruReplikasi dupleks semikonservatifYa

Mengapa hal ini penting bagi hiperdaur

Katalisis saja tidak dapat menjadi unit Darwin karena tidak membawa sekuens yang dapat diwariskan. Sistem autokatalitik dan replikatif-cetakan menyediakan replikasi diri dan kemampuan bermutasi yang dibutuhkan oleh argumen ambang galat dan hiperdaur. Hiperdaur mengintegrasikan entitas yang dapat mereplikasi diri; oleh karena itu, perbedaan antara daur ulang dan replikasi bersifat mendasar. Perbandingan ini memisahkan tiga peran: katalis, cetakan, dan produk. Daur ulang enzim memperbanyak produk tanpa menyalin katalis; replikasi RNA memperbanyak sekuens melalui perantara komplementer; replikasi DNA menggandakan dupleks secara semikonservatif.

Tujuan pembelajaran
Membedakan siklus katalitik sederhana, unit autokatalitik, dan cetakan yang dapat mereplikasi diri menggunakan contoh seperti daur ulang enzim, replikasi RNA, dan replikasi DNA.