正文 17.什麼是“中心法則”(1 / 2)

1909年,伽羅德(A.E.Garrod)在《先天性代謝差錯》一書中,就描述了黑尿病基因與尿黑酸氧化酶的關係。以紅色麵包黴(鏈孢黴)為材料而開創生化遺傳學研究的比德爾(G.W.Beadle),1941年與塔特姆(E丄.Tatum)—起提出“一個基因一種酶”的假說,認為基因是通過酶來起作用的。

基因(DNA)主要位於細胞核中。如果酶(化學本質是蛋白質)是在細胞核內合成的,問題倒也簡單,由基因直接指導酶的合成就是了。可事實卻並不如此。

早在20世紀40年代,漢墨林(J.Hammerling)和布拉舍(J.Brachet)就分別發現傘藻和海膽卵細胞在除去細胞核之後,仍然能進行一段時間的蛋白質合成。這說明細胞質能進行蛋白質合成。1955年李托菲爾德(Littlefield)和1959年麥克奎化(K.McQuillen)分別用小鼠和大腸杆菌為材料證明細胞質中的核糖體是蛋白質合成的場所。這樣,細胞核內的DNA就必須通過一個“信使”將遺傳信息傳遞到細胞質中去。

1955年,布拉舍用洋蔥根尖和變形蟲為材料進行實驗,他用核糖核酸酶(RNA酶)分解細胞中的核糖核酸(RNA),蛋白質的合成就停止。而如果再加人從酵母中抽提的RNA,蛋白質的合成就有一定程度的恢複。

同年,戈爾德斯坦(Goldstein)和普勞特(Plaut)觀察到用放射性標記的RNA從細胞核轉移到細胞質。因此,人們猜測RNA是DNA與蛋白質合成之間的信使。

1961年,雅可布(FJacob)和莫諾(j.Monod)正式提出“信使核糖核酸”(mRNA)的術語和概念。

1964年馬貝克斯(C.Marbaix)從兔的網織紅細胞中分離出一種分子量較大而壽命很短的RNA,被認為是mRNA。

實際上,早在1947年,法國科學家布瓦旺(A.Boivin)和旺德雷利(R.Vendrely)就在當年的《實驗》雜誌上聯名發表了一篇論文,討論DNA、RNA與蛋白質之間可能的信息傳遞關係。一位不知名的編輯把這篇論文的中心思想理解為DNA製造了RNA,再由RNA製造蛋白質。

10年以後,1957年9月,克裏克提交給實驗生物變形蟲學會一篇題為《論蛋白質合成》的論文,發表在該學會的論文集(SymposumoftheSocietyforExperimentalBiology)第12卷第138頁。這篇論文被評價為“遺傳學領域最有啟發性、思想最解放的論著之一”。在這篇論文中,克裏克正式提出遺傳信息流的傳遞方向是DNA—RNA—蛋白質,後來被學者們稱為“中心法則”。

中心法則在具體細節上經過完善後,在遺傳信息流傳遞方向上又有補充和發展。1970年,巴爾的摩(D.Baltimore)和梯明(H.M.Temin)在致癌的RNA病毒中,發現一種酶,能以RNA為模板合成DNA。他們稱這種酶為依賴RNA的DNA多聚酶,現在一般稱為逆轉錄酶。這就是說,遺傳信息流也可以反過來,從RNA—DNA。這是一項重要的發現。巴爾的摩和梯明於1975年榮獲諾貝爾獎。