セントラルドグマは、DNAヌクレオチドからタンパク質のアミノ酸配列への遺伝情報の流れを説明しています。

RNAはDNAとタンパク質の間のミッシングリンクです

1900年代初頭、科学者たちは、DNAが細胞機能に必要なすべての情報を保存し、タンパク質がこれらの機能のほとんどを実行していることを発見しました。しかし、遺伝情報を機能的なタンパク質に変換するメカニズムは、長年知られていませんでした。当初、単一の遺伝子がそのコードされたタンパク質に直接変換されると考えられていました。真核細胞における2つの重要な発見は、この理論に異議を唱えました。まず、タンパク質の生成は核内では起こりません。第二に、DNAは核の外側に存在しません。これらの発見は、DNAとタンパク質産生を結びつける中間分子の探索を引き起こしました。この中間分子がRNAであることがわかりました。

RNAは、DNAを鋳型として核内で合成されます。新たに合成されたRNAは、チミンがウラシルに置き換わっていることを除いて、DNA鎖と配列が似ています。真核生物では、この一次転写産物がさらに処理され、タンパク質の非コード領域が除去され、5'末端にキャップがかけられ、3'ポリAテールが付加されて成熟mRNAが作られ、それが細胞質に輸出されます。

遺伝暗号は冗長です

タンパク質は真核生物の20種類のアミノ酸から作られます。4つのヌクレオチドを3つのセットで組み合わせると、64(43)の可能なコドンが得られます。これは、複数のコドンが個々のアミノ酸をコードできることを意味します。したがって、遺伝暗号は冗長または退化していると言われます。常にではありませんが、多くの場合、同じアミノ酸を指定するコドンは、トリプレットの3番目のヌクレオチドのみが異なります。たとえば、コドンGUU、GUC、GUA、およびGUGはすべてアミノ酸バリンを表します。しかし、AUGはアミノ酸メチオニンを表す唯一のコドンです。コドンAUGは、タンパク質合成が始まるコドンでもあるため、開始コドンと呼ばれます。システムの冗長性により、突然変異の悪影響が最小限に抑えられます。例えば、コドンの3番目の位置での変化は、コードされたアミノ酸を必ずしも変化させるとは限らず、したがって、タンパク質の機能に変化を引き起こさない。

遺伝暗号は普遍的です

いくつかの例外を除いて、ほとんどの原核生物と真核生物は、タンパク質合成に同じ遺伝暗号を使用しています。この遺伝暗号の普遍性は、農業と医学の分野における科学研究の進歩を可能にしました。例えば、ヒトインスリンは、組換えDNA技術を用いて、細菌内で大規模に製造できるようになりました。組換えDNAテクノロジーには、さまざまな種の遺伝物質の使用が含まれます。ヒトインスリンをコードする遺伝子は、細菌のDNAと結合され、細菌の細胞に挿入されます。その後、細菌細胞は転写と翻訳を行い、ヒトインスリンタンパク質を産生し、患者の糖尿病を治療することができます。