中心法则是克里克于1957年提出的遗传信息在细胞内生物大分子间转移的基本法则。中心法则阐明了在生命活动中核酸与蛋白质的分工和联系。核酸的功能是贮存和转移遗传信息,指导和控制蛋白质的合成;蛋白质的主要功能是作为生物体的结构成分和调节新陈代谢活动,使遗传信息得到表达。
中心法则──遗传信息转移的规律
1.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,即完成遗传信息的转录和翻译的过程。也可以从DNA传递给DNA,即完成DNA的复制过程。这是所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和发展。
2.图解
从图解看出,遗传信息的转移分为两类:
一类是以DNA为遗传物质的生物(包括具有细胞结构的真核生物和原核生物以及DNA病毒)遗传信息传递。用实线箭头表示,包括DNA复制、RNA转录和蛋白质的翻译。
另一类以RNA为遗传物质的生物遗传信息传递。包括虚线箭头表示过程,即RNA复制、RNA逆转录。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。
①RNA病毒(如烟草花叶病毒)遗传信息传递过程:
②逆转录病毒(如某些致癌病毒)遗传信息传递过程。
3.含义
包括五个方面,而且均遵循碱基互补配对原则。
过程 | 模板 | 原料 | 碱基互补 | 产物 | 实例 |
DNA复制 (DNA→DNA) | DNA两条链 | 含A、T、G、C的四种脱氧核苷酸 | A—T G—C | DNA | 绝大多数生物 |
DNA转录
(DNA→RNA) | DNA 一条链 | 含A、U、G、C的四种核糖核苷酸 | A—U T—A G—C | RNA | 绝大多数生物 |
RNA复制 (RNA→RNA) | RNA | 含A、U、G、C的四种核糖核苷酸 | A—T G—C | RNA | 以RNA为遗传物质的生物,如烟草花叶病毒 |
RNA逆转录 (RNA→DNA) | RNA | 含A、T、G、C的四种脱氧核苷酸 | A—T U—A G—C | DNA | 某些致癌病毒、艾滋病病毒、SARS病毒 |
翻译(RNA→多肽) | mRNA | 20种氨基酸 | A—U G—C | 多肽 | 所有生物 |
4.意义
①中心法则是对遗传物质作用原理的高度概括。
②中心法则是对DNA的两大基本功能的高度概括。体现了遗传信息的传递功能,和遗传信息的表达功能。
③中心法则是对遗传物质与性状关系的高度概括。基因通过控制蛋白质的合成来控制生物体的性状。