セントラルドグマ

　以上述べてきたように、生物の生命活動は、遺伝情報を担うＤＮＡと遺伝情報が発現したタンパク質により維持されています。ＤＮＡの情報は複製（replication）されて、親から子へあるいは細胞から細胞へと伝えられます。また、細胞内ではＤＮＡ上の特定の遺伝子の部分がタンパク質に翻訳（translation）されて、細胞のはたらきが行われます。翻訳とは、４種類の文字からなるＤＮＡの文字列を20種類の文字からなるタンパク質の文字列に変換することで、コドンと呼ばれるＤＮＡの３文字を単位としてアミノ酸１文字に変換されます。64種類のコドンと20種類のアミノ酸および翻訳停止信号を対応づけるのが遺伝暗号（genetic code）です。この変換の際、ＤＮＡの情報は直接タンパク質に翻訳されるのではなく、いったんＲＮＡ（ribonucleic acid）に転写（transcription）され、ＲＮＡからタンパク質に翻訳されます。ＲＮＡについては、転移ＲＮＡやリボソームＲＮＡなど異なる役割をするものもあり、ここでのＲＮＡはとくにメッセンジャーＲＮＡといいます。したがって、ＤＮＡ、メッセンジャーＲＮＡ、タンパク質のあいだには、情報の一方向の流れがあることになります。クリックは1958年これを分子生物学のセントラルドグマ（central dogma）と名づけました。

　しかしながらその後、レトロウイルスとよばれる特定のウイルスでは、ＤＮＡとＲＮＡの間に逆向きの流れがあること、すなわち逆転写（reverse transcription）の現象があることがテミン（Howard M. Temin）により予測され、逆転写酵素が1970年に発見されました。レトロウイルスはがん化やエイズに関連したウイルスで、遺伝情報をＤＮＡではなくＲＮＡの形で蓄えており、遺伝情報はいったんＤＮＡに逆転写されて宿主のＤＮＡに組み込まれ増殖します。ただ、ここでのＲＮＡはゲノムＲＮＡであり、上記のメッセンジャーＲＮＡとは異なるタイプのＲＮＡであることに注意します。

　さらに1977年には、転写されたＲＮＡはそのままタンパク質に翻訳されるのではなく、イントロン（intron）部分を取り除き、エキソン（exon）部分をつなぎあわせる、スプライシング（splicing）の処理が、高等生物では広く一般的に行われていることが見いだされました。つまり、高等生物の遺伝子はゲノム上で一般に分断されており、核内でＲＮＡへの転写とスプライシングが行われ、核の外に輸送されたメッセンジャーＲＮＡをもとにタンパク質への翻訳が行われるのです。これはセントラルドグマの情報の流れに反するものではありませんが、ＲＮＡの転写後処理という重要なステップを、もちろんセントラルドグマは予期していませんでした。また、より限定された生物種の範囲ですが、転写されたＲＮＡが削除以外に挿入・置換の変更を受けるＲＮＡエディティング（editing）も見つかっています。ＲＮＡの転写後処理はゲノムから遺伝子への情報発現の分子機構として、進化的意味が隠されているようです。

参考資料