作用价值 遗传学中心法则是一个伟大的法则,曾成为21世纪自然科学界令人瞩目与惊叹的事件之一,对于深入理解遗 传及变异的实质具有重要的意义。随着分子生物学的发展,中心法则受到一定的冲击,如今要从中心法则的提出、发展以及对它的挑战、它的未来等方面谈及对中心法则的理解,以便更好地去学习、研究分子生物学。 主要内容 中心法则是指遗传信息从DNA传递给RNA,再从RNA传递给蛋白质的转录和翻译的过程,以及遗传信息从DNA传递给DNA的复制过程。这是所有有细胞结构的生物所遵循的法则。在某些病毒中的RNA自我复制(如烟草花叶病毒等)和在某些病毒中能以RNA为模板逆转录成DNA的过程(某些致癌病毒)是对中心法则的补充。RNA的自我复制和逆转录过程,在病毒单独存在时是不能进行的,只有寄生到寄主细胞中后才发生。逆转录酶在基因工程中是一种很重要的酶,它能以已知的mRNA为模板合成目的基因。在基因工程中是获得目的基因的重要手段。 遗传物质 遗传物质可以是DNA,也可以是RNA。细胞的遗传物质都是DNA,只有一些病毒的遗传物质是RNA。这种以RNA为遗传物质的病毒称为反转录病毒(retrovirus),在这种病毒的感染周期中,单链的RNA分子在反转录酶(reverse transcriptase)的作用下,可以反转录成单链的DNA,然后再以单链的DNA为模板生成双链DNA。双链DNA可以成为宿主细胞基因组的一部分,并同宿主细胞的基因组一起传递给子细胞。在反转录酶催化下,RNA分子产生与其序列互补的DNA分子,这种DNA分子称为互补DNA(complementary DNA),简写为cDNA,这个过程即为反转录(reverse transcription)。 起源编辑 中心法则的信息是从DNA到RNA,但是,从生命起源和演化的历史来看,信息的整合则必定是从mRNA到DNA。 [1] 从RNA到DNA的演化之路 在细胞起源的早期,为了适应细胞的分裂行为,遗传物质的有效传递成为必须,因此,细胞中储存在各种m-RNA中的遗传信息的整合必须成为选择的方向,把所有m-RNA的信息连接起来,就是向DNA方向发展的启航。也许可以认为,随着蛋白质的增多,mRNA也相应增多,偶尔一个整合性的mRNA长链更好地匹配了细胞的分裂行为,这样就会得到选择。 但是,并不是把m-RNA拼接起来就是DNA,实际上,结构成份发