基礎與生命的分子觀

中心法則(central dogma)

中心法則是組織整個學科的那一句話:在細胞中,序列資訊一般從DNA流向RNA,再流向蛋白質。DNA是指令的母本;細胞會把需要的片段抄成RNA副本(轉錄);這些RNA副本再被讀出來去建造蛋白質(翻譯)。一旦資訊到達了蛋白質這一步,它就不會被反寫回某個基因的序列裡去。可以把它想成:讀一本母版食譜、複印一道菜譜、再把菜做出來——你可以複印、可以做,但品嚐做好的菜永遠不會去修改原始的食譜。

法蘭西斯·克里克(Francis Crick)在1958年提出這一想法,並在1970年加以澄清。值得把他真正主張的內容說精確,因為這個名字常被誤解。克里克的規則講的是詳細的序列資訊可以朝哪個方向傳遞。他說資訊可以從核酸流向核酸、從核酸流向蛋白質,但永遠不能從蛋白質流回核酸、也不能流向另一個蛋白質。他並沒有說RNA永遠不能造出DNA,也沒有說蛋白質永遠不能影響哪些基因被使用。

這一點很重要,因為那句著名的錯誤說法——「DNA總是造出RNA、從不反過來」——根本就是錯的。逆轉錄酶(reverse transcriptase)是一種在HIV等逆轉錄病毒中發現的酶,它能把RNA反抄成DNA,而這一「倒著走」的步驟仍然完全符合中心法則,因為資訊始終停留在核酸之內。中心法則真正排除的,是自然界看來從不做的那一件事:拿一個已完成蛋白質的胺基酸序列當模板,去寫出一個新基因。這種不對稱是生物學中最深刻的事實之一。

HIV是一種逆轉錄病毒:它把自己的基因以RNA形式攜帶,在感染細胞時用逆轉錄酶造出一份DNA副本,插入到宿主基因組中。這一著名的「倒著走」步驟(RNA -> DNA)並沒有打破中心法則,因為資訊從未從蛋白質出發去變成一個基因。

逆轉錄讓資訊「倒著」流動,卻仍然遵守中心法則。

最常見的一個錯誤,是把中心法則說成「DNA到RNA到蛋白質、絕不反過來」。真正的主張要窄得多:到達蛋白質的資訊絕不能流回核酸。RNA到DNA(逆轉錄)是被允許的,而且確實發生。

又稱
central dogma中心法則