生命遗传中心法则及RNA的发现

生命遗传中心法则及RNA的发现

经诺贝尔奖获得者们历时数十年不懈地攻研，世界生命科学界终于在1968年建立了分子生物学的“圣经”——中心法则。中心法则确定的基因控制细胞活动的工作原理是:基因是核酸分子中贮存遗传信息的遗传单位，是指贮存RNA序列及表达这些信息所必需的全部核苷酸序列;基因是由DNA分子产生RNA分子的转录过程以及由RNA分子指导蛋白质合成的翻译过程来控制细胞活动的。

基因表达是指生物基因组中结构基因所携带的遗传信息经过转录、翻译等一系列过程合成特定的蛋白，进而发挥其特定的生物学功能和反应的全过程。DNA可以作为模板直接指导RNA分子的生物合成，这一过程称为转录。然而DNA不能作为直接模板将其携带的遗传信息转移到蛋白质分子中，需要先通过转录过程将遗传信息传递到RNA分子中，再通过翻译过程将RNA分子上的核苷酸序列信息转变为蛋白质分子中的氨基酸序列。转录和翻译是基因表达过程的两个主要阶段。原核生物细胞没有细胞核，RNA的转录、翻译和降解偶联进行;真核细胞中，RNA需要从细胞核转运到细胞质中，转录和翻译两个过程发生在不同的空间。

诺贝尔化学奖和医学奖携手探求证实: RNA在生命活动中具有承前启后的重要作用，它和蛋白质共同负责基因的表达和表达过程的调控。RNA通常以单链形式存在，但也有复杂的局部二级结构或三级结构，以完成一些特殊功能。RNA分子比DNA分子小得多，小的仅由数十个核苷酸，大的由数千个核苷酸通过磷酸二酯键连接而成。

20世纪50年代中期，DNA决定蛋白质合成的作用已经得到了公认。当时要解决的难题是: DNA主要存在于细胞核，如果作为蛋白质合成的模板，如何解释蛋白质合成是在细胞质中进行的这一事实?如果RNA是模板，DNA的基因作用又如何解释?尽管在20世纪40年代初期，一部分RNA研究者已经发现细胞质内蛋白质的合成速度与RNA水平相关，但是直到1960年用放射性核素示踪实验证实，一类不同于核蛋白体RNA(rRNA)的大小不一RNA分子才是蛋白质在细胞内合成的模板。后来又确认了这些RNA是在核内以DNA为模板合成，然后转移至细胞质这一重要事实。

由此很自然得出了结论: DNA决定蛋白质合成的作用是通过这类特殊的RNA实现的。这种作用类似于信使，因此，这类RNA被命名为信使RNA(mRNA)。

生物体以DNA为模板合成RNA的过程称为转录，意思是把DNA的碱基序列转抄成RNA。DNA分子上的遗传信息是决定蛋白质氨基酸序列的原始模板，mRNA是蛋白质合成的直接模板。通过RNA的生物合成，遗传信息从染色体的贮存状态转送细胞质，从功能上衔接DNA和蛋白质这两种生物大分子。