Co je v biologii centrální dogma?

Centrální dogma (někdy kapitalizovaná jako Central Dogma) molekulární biologie je taková, že informace v biologických systémech proudí pouze jedním směrem: od DNA k RNA k proteinům. Centrální dogma byla poprvé formulována Francisem Crickem, jedním ze spoluzakladatelů struktury DNA, v roce 1958 a popularizována v Nature Paper publikovaném v roce 1970. Od doby, kdy byla formulována, bylo zjištěno, že centrální dogma není vždy platí (na rozdíl od svého názvu) a za určitých podmínek, jako jsou viry nebo speciální zásahy do laboratoře, jsou možné i jiné typy informačních toků.

Termín “centrální dogma” je jen věta; neznamená to, že myšlenka je neomylná nebo nějak souvisí s náboženským dogmatem. Crick později litoval slova „dogma“, aby vysvětlil svůj nápad, kvůli všem problémům, které mu to způsobilo.

V biologii existují ve všech živých buňkách tři typické typy informačních toků: samotná modifikace DNA, DNA na RNA a RNA na proteiny. DNA je schopna samoreplikace v procesu zvaném DNA replikace.

V buňce slouží RNA jako proxy, signál pro molekuly DNA syntetizující proteiny. Proces, kterým DNA vytváří RNA, se nazývá transkript. Kompletní odečet DNA jakéhokoli organismu, nazývaného genom, obsahuje úplnou sadu pokynů pro přípravu všech RNA a proteinů, které tvoří organismus. Jakmile je RNA vytvořena pomocí DNA, nemůže být odebrána zpět nebo jinak manipulována a RNA nemůže změnit RNA. Jakmile RNA syntetizuje proteiny (nazývané translace), proteiny nemohou ovlivnit informační obsah DNA nebo RNA. DNA však může produkovat nové proteiny, které rozebírají nebo jinak manipulují s již existujícími proteiny.

V laboratoři nebo s viry jsou možné tři další manipulace. Jednou z nich je DNA modifikující RNA, zvaná reverzní transkripce. To se děje v případě RNA retrovirů, jako je HIV, unášejících DNA aparát hostitelské buňky. Další manipulací je samotná manipulace s RNA, zvaná replikace RNA, ke které dochází u některých RNA virů. Poslední je přímá translace DNA na bílkoviny, která byla v laboratoři několikrát prokázána, ačkoli zůstává do značné míry neprozkoumána.

Několik manipulací není možné, alespoň s naší současnou úrovní technologie. Mezi ně patří zpětné sledování od proteinu k DNA nebo RNA, která jej vytvořila, nebo použití proteinů k vytvoření dalších proteinů.