遗传中心法则(也称为分子生物学的中心法则)。它最早是由弗朗西斯克里克在1958年提出的。分子生物学的中心法则旨在说明信息序列的逐字传递。它指出，遗传信息不能从蛋白质转移到蛋白质或核酸。

中心规律是指遗传信息从DNA转移到RNA，再从RNA转移到蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译过程。它也可以从DNA传递到DNA，即完成DNA的复制过程。这是所有具有细胞结构的生物体都遵循的规律。一些病毒(如烟草花叶病毒)的RNA自我复制和一些病毒(一些致癌病毒)的RNA反转录成DNA的过程是对中心规律的补充。

基本简介

中心定律是细胞内生物大分子间遗传信息传递的基本规律。脱氧核糖核酸(DNA)或核糖核酸(RNA)分子中所含的功能核苷酸序列称为遗传信息。遗传信息的传递包括核酸分子之间的传递、核酸与蛋白质分子之间的传递。

中心原理最初是由F.H.C.克里克在1957年提出的：DNARNA蛋白质。说明遗传信息在不同大分子之间的传递是单向的、不可逆的，只能从DNA传递到RNA(转录)，从RNA传递到蛋白质(翻译)。这两种形式的信息传递在所有生物的细胞中都得到了证明。1970年，H.M. Temin和D. Baltimore在一些RNA致癌病毒中发现，它们在宿主细胞内的复制过程是先以病毒RNA分子为模板合成一个DNA分子，然后再以DNA分子为模板合成新的病毒RNA。前一步，被称为逆转录，是自上述中心定律提出以来的新发现。因此，克里克在1970年重申了中心律的重要性，提出了一个更完整的图形形式。

这里，遗传信息的传递可分为两类：第一类用实箭头表示，包括DNA复制、RNA转录和蛋白质翻译，即DNADNA(复制);DNARNA(转录);RNA蛋白质(翻译)。遗传信息传递的这三个方向在所有活细胞中都是常见的。第二类，用虚线箭头表示，是特殊情况下遗传信息的传递，包括RNA复制、RNA逆转录成DNA和DNA直接翻译成蛋白质。RNARNA(复制);RNADNA(逆转录);DNA蛋白质。RNA复制只存在于RNA病毒中。逆转录最早在RNA致癌病毒中发现，后来在人白细胞和胎盘滋养细胞中也检测到与逆转录相关的逆转录酶活性。遗传信息从DNA到蛋白质的直接转移仅在理论上可行，尚未在活细胞中发现。

克里克认为，如果没有图中的箭头，信息传递是不可能的，即蛋白质蛋白质；蛋白RNA;蛋白质DNA。中心定律的中心论点是，遗传信息一旦转移到一个蛋白质分子上，就既不能从一个蛋白质分子转移到另一个蛋白质分子上，也不能从一个蛋白质分子逆转到一个核酸分子上。克里克认为这是因为核酸和蛋白质具有完全不同的分子结构，核酸分子之间的信息传递是通过沃森-克里克碱基配对实现的。然而，在现有的活细胞中，信息从核酸到蛋白质的传递需要极其复杂的翻译机制，而这种翻译机制是无法向后翻译的。因此，如果遗传信息需要从蛋白质转移到核酸，细胞必须有另一套反翻译机制，这在现有细胞中是不存在的。中心定律合理地解释了细胞生命活动中两种大分子之间的联系和分工：核酸的功能是储存和传递遗传信息，指导和控制蛋白质的合成；蛋白质的主要功能是进行代谢活动，并作为细胞结构的组成部分。

RNA的自我复制和逆转录过程不能在病毒单独存在的情况下进行，而必须寄生到宿主细胞后才能进行。逆转录酶是基因工程中的一种重要酶，它可以以已知的mRNA为模板合成目的基因。在基因工程中获取靶基因是一种重要的手段。以DNA为模板合成RNA是生物界RNA合成的主要方式，但有些生物体如某些病毒，它们的遗传信息储存在RNA分子中，当它们进入宿主细胞后，通过复制传代，在RNA定向RNA聚合酶的催化下合成RNA分子，当使用RNA模板时，在RNA复制酶的作用下，在53方向合成互补RNA分子。但RNA复制酶缺乏校正功能，因此RNA复制的错误率较高，这与逆转录酶的特点相似。

早在1909年，A. E. Garrod(书《先天性代谢差错》)就描述了黑尿病基因与尿黑素氧化酶之间的关系。以红面包菌(链孢菌)为材料进行生化遗传学研究的先驱比德尔(g.w. Beadle)于1941年与E. L. Tatum一起提出了“一基因一酶”假说，认为基因是通过酶起作用的。基因(DNA)主要位于细胞核中。如果酶(化学上是一种蛋白质)是在细胞核中合成的，问题很简单，基因直接指导酶的合成。但事实并非如此。

20世纪40年代，J. Hammerling和J. Brachet分别发现，在去核后的一段时间内，延尾草和海胆的卵细胞仍能合成蛋白质。这表明细胞质可以合成蛋白质。Littlefield(1955)和K. McQuillen(1959)分别用小鼠和大肠杆菌证明了细胞质中的核糖体是蛋白质合成的位点。通过这种方式，细胞核中的DNA必须通过“信息”将遗传信息携带到细胞质中。

1955年，布拉舍以洋葱根尖和变形虫为实验材料，利用核糖核酸酶(RNase)分解细胞内的核糖核酸(RNA)，停止了蛋白质的合成。如果加入酵母提取的RNA，蛋白质合成在一定程度上得到恢复。同年，Goldstein和Plaut观察到放射性标记的RNA从细胞核转移到细胞质。因此，假设RNA是DNA和蛋白质合成之间的信使。1961年，F. Jacob和J. Monod正式引入信使RNA (mRNA)的术语和概念。1964年，C. Marbaix从兔网织红细胞中分离出一种分子量大、寿命短的RNA，认为是mRNA。事实上，早在1947年，法国科学家A. Boivin和R. Vendrely就在同年的期刊0755-799000上联合发表了一篇论文，讨论了DNA、RNA和蛋白质之间可能存在的信息传递关系。一位不愿透露姓名的编辑将这篇论文的中心思想解释为DNA制造RNA, RNA制造蛋白质。十年后的1957年9月，克里克向实验生物学学会提交了一篇题为《论蛋白质合成》的论文，发表在《实验生物学学会专题会议》第12卷第138页。这篇论文被描述为“遗传学领域最具启发性和解放性的作品之一”。克里克在论文中正式提出遗传信息流的传递方向是DNARNA蛋白质，后来被学者称为“中心定律”。

中心定律最早由克里克于1958年提出，用以指示生命遗传信息的流动方向或传递规律。由于当时对转录、翻译、遗传密码、肽链折叠等方面的知识还不甚了解，所以假定了中心规律。随着对生物遗传规律的进一步探索，中央规律逐渐得到完善和验证。

1965年，科学家发现RNA可以被复制；

1970年，科学家发现了逆转录酶；

1982年，科学家们发现疯牛病是由一种结构异常的蛋白质引起的。

从DNA到DNA (DNA自复制);

(2)从DNA到RNA再到蛋白质(转录和翻译);

从RNA到RNA (RNA自我复制);

从RNA到DNA(逆转录)。

注：前两个是中央法的主要体现，后两个是对中央法的完善和补充。

中心定律是现代生物学中最重要和最基本的定律之一，它对探索生命现象的本质和普遍规律起着巨大的作用，极大地促进了现代生物学的发展，是现代生物学的理论基石，为生物学基础理论的统一指明了方向。它对生物科学的发展起着重要的作用。遗传物质可以是DNA或RNA。所有细胞的遗传物质都是DNA，有些病毒的遗传物质是RNA。这种基于RNA的病毒被称为逆转录病毒(retrovirus)，在这种病毒的感染周期中，单链RNA分子在逆转录酶的作用下可以被逆转成单链DNA，然后以单链DNA为模板合成双链DNA。双链DNA可以成为宿主细胞基因组的一部分，并与宿主细胞基因组一起传递给子细胞。在逆转录酶的催化下，RNA分子产生与其序列互补的DNA分子，称为互补DNA (cDNA)，这一过程称为逆转录。因此，遗传信息并不一定是单向地从DNA流向RNA, RNA携带的遗传信息也可以流向DNA。但是DNA和RNA中包含的遗传信息只向蛋白质的一个方向流动，到目前为止还没有发现蛋白质信息向核酸的相反方向流动。这种遗传信息的流动就是克里克概括的中心教条的遗传意义。

任何假设都要经过科学事实的检验。逆转录酶的发现改变了遗传信息从DNA到RNA单向流动的中心规律，它可以在DNA和RNA之间流动。那么，关于DNA、RNA和蛋白质分子之间的信息流动是否只是核酸到蛋白质分子的单向流动，或者蛋白质分子的信息是否也可以流向核酸，中心规律仍然是支持前者的。然而，病原体朊病毒的行为对中央法律提出了严峻的挑战。

基因指导蛋白质合成；基因控制生物体；蛋白质直接反映生物体的特征。

a.基因通过控制酶合成来控制代谢过程，从而控制生物性状；

b.基因通过指导蛋白质的合成和控制蛋白质的结构，直接控制生物体的性状。

发现历史

中心规则是一个框架，用于理解遗传信息在生物大分子之间传递的顺序，生物体中三种主要生物大分子(DNA, RNA和蛋白质)有九种可能的传递顺序。该定律将这些序列分为三类：三种一般转移(通常发生在大多数细胞中)，三种特殊转移(只在某些特定条件下发生)和三种未知转移(可能不会发生)。

规则中三类遗传信息的传递顺序一般未知：DNADNARNADNA蛋白DNADNARNARNARNA蛋白RNARNA蛋白DNA蛋白蛋白蛋白蛋白

发展史

转录是将遗传信息从DNA转化为RNA的过程。转录是信使RNA (mRNA)和非编码RNA (tRNA、rRNA等)的合成。在转录过程中，基因以mRNA的形式被读取和复制；这一过程由RNA聚合酶和转录因子共同完成。

内容

RNA编辑是指对RNA水平上发生变化的遗传信息进行处理，导致成熟RNA编码序列与其转录模板DNA序列不匹配。RNA编辑已经在真核生物的tRNA、rRNA和mRNA中被发现。有两种类型的RNA编辑：核苷酸删除或插入编辑和碱基替换编辑。这种变化影响了基因的表达、不同氨基酸的产生和新的开放编码框。基因编辑可以在多个层面上进行调节，并且与一些人类疾病有关。

在真核细胞中，原始转录物(mRNA前体)也被加工：一个或多个序列(内含子)被剪切和移除。选择性剪接的机制允许产生不同的成熟mRNA分子，这取决于哪个序列被视为内含子，哪个序列保留为外显子。并非所有携带mRNA的活细胞都经历这种剪接；剪接在原核细胞中不存在。

参考译文：作为核心法则的最后一步，DNA必须被忠实地复制，这样遗传密码才能从父母身上传递给孩子。复制是由一组复杂的蛋白质完成的；这些蛋白质打开超螺旋结构、DNA双螺旋结构，利用DNA聚合酶及其相关蛋白质复制或复制原始模板，使新的细胞或机体重复DNARNA蛋白质的循环。在遗传信息的传递和表达过程中，DNA构象中存在着左手螺旋和右手螺旋到右手螺旋的转化过程，因此应该存在着核酸构象的转化形式。

[00:10 . 10]有些病毒含有以RNA形式编码的完整基因组，因此它们只具有RNA蛋白质的编译形式。

近年来，在植物中发现了副逆转录病毒。这种病毒的遗传物质是双链DNA，它可以像逆转录病毒一样通过将自己的DNA整合到宿主的基因组DNA中来复制。

发布时间：发布时间：发布时间：发布时间：发布时间：发布时间：发布时间：发布时间：发布时间：发布时间：发布时间：发布时间：发布时间：发布时间：发布时间：发布时间：发布时间：发布时间：这些病毒可以被一种逆转录酶催化，以RNA为模板合成cDNA，然后从cDNA转录RNA。这证实了RNA到DNA转录的存在。这种现象最初被认为只发生在病毒中，但最近在高等动物中也发现了将RNA转录成DNA的反转录转座子。

一些病毒的遗传物质是RNA分子，通过RNA复制通过。RNA分子是由RNA复制酶以RNA为模板催化合成的。RNA复制酶缺乏校正功能，在复制过程中错误率高。RNA复制酶只作用于病毒自身的RNA，而不作用于宿主细胞中的RNA分子。

一直以来，人们认为生物体内的各种生化反应都是由酶催化的，RNA只是储存和传递信息，与酶的催化反应无关。核糖核酸酶P是一种由RNA分子催化的核酶，是迄今发现的除蛋白质外第一个具有催化活性的生物大分子。它的功能是切断tRNA分子中RNA上多余或前体的冗余序列。RNA可以在没有蛋白质的情况下直接表达自己的一些遗传信息，这些信息不编码在核苷酸三联体密码中。

在一些体外实验中观察到，一些含有蛋白质合成抑制剂的抗生素，如新霉素、链霉素等，可以破坏核糖体信使选择，使其能够接受单链DNA分子代替mRNA，然后以单链DNA为模板，将核苷酸序列翻译成多肽的氨基酸序列。其他研究表明，细胞核中的DNA可以直接转移到细胞质中的核糖体，从而控制蛋白质的合成，而不需要RNA。

1994年，G.F.Joyce等人发现合成的DNA分子具有特殊的磷酸二酯酶活性。从那时起，已经报道了一些案例，合成的DNA序列具有各种酶活性。1995年，我国学者王自立等人发现从各种生物体中提取的DNA具有酯酶活性，可以催化乙酸萘酚水解为萘酚和乙酸。这种较弱的酯酶活性是非特异性DNA的一般特性，不需要编码特定的DNA序列。

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基本作用

蛋白具有自剪接现象，与mRNA一样，一些蛋白前体具有间蛋白序列，肽序列中间的一些区域被加工和切除，剩余的蛋白外显子(外显子)被重新连接成蛋白分子。

表观遗传学研究在核DNA序列没有改变的情况下基因功能可逆的、可遗传的变化。这些变化包括DNA修饰(如甲基化修饰)、RNA干扰和各种组蛋白修饰。它也指对生物发育过程的研究。在这两种情况下，研究的对象都包括DNA序列中未包含的基因调控信息如何传递给下一代(细胞或生物体)的问题。其主要研究内容包括两个方面。一是基因选择性转录表达的调控，包括DNA甲基化、基因印迹、组蛋白共价修饰、染色质重塑等。另一种是基因的转录后调控，包括基因组中的非编码RNA、微RNA、反义RNA、内含子和核糖开关

DNA甲基化是对DNA进行化学修饰的一种形式，它可以在不改变DNA序列的情况下改变基因表达。它是表观遗传密码的一部分，是一种表观遗传机制。DNA甲基化的过程导致甲基被添加到DNA分子上，例如在胞嘧啶环的5'碳上：这种5'方向的DNA甲基化在所有脊椎动物中都可以看到。

西奈山医院的研究人员发现了一种叫做Rev1 DNA聚合酶的蛋白质，它为DNA复制提供编码信息。许多致癌物倾向于破坏DNA的鸟嘌呤(G)或其与胞嘧啶(C)的配对，从而导致DNA不匹配。新发现的蛋白质可以将自身作为模板，在复制链上添加胞嘧啶，无论DNA链中是否存在鸟嘌呤，都由Rev1添加，并且可以根据碱基配对原理使用单链复制新的DNA链。细胞利用这种新机制在致癌物存在的情况下复制受损的DNA。这是第一次发现一种蛋白质可以作为合成DNA的模板。

朊病毒，又称感染性蛋白颗粒，是一类通过改变其他蛋白质的构象来精确复制自身的蛋白质。也就是：蛋白质蛋白质。这种传染因子主要由蛋白质组成。

朊病毒最初被认为是羊痒病的病原体。这是一种200多年前被发现的慢性神经系统疾病。1935年法案

中国研究人员通过接种发现，这种疾病可以在绵羊中传播，这意味着这种病原体是一种传染性病原体，可以在宿主动物中自我复制。朊病毒还会导致中枢神经系统的退行性疾病，如库鲁病和克雅氏病，以及牛脑的海绵状脑病。后来的研究表明，朊病毒不是一种病毒，而是一种不含核酸的蛋白质颗粒。但它不是遗传信息的载体，不能自我复制，但它仍然是由基因密码产生的正常蛋白质的同分异构体。一个不含DNA或RNA的蛋白质分子，在被感染的宿主细胞中可以产生与自身相同的分子，并实现相同的生物学功能，即引起相同的疾病，这意味着这个蛋白质分子也是携带和传递遗传信息的物质。这从根本上动摇了遗传学的基础。哺乳动物细胞中的基因编码一种叫做PrP的糖蛋白。人类PrP基因位于第20号染色体的短臂上，PrP由253个氨基酸残基组成，在氨基端有一个由22个氨基酸组成的信号肽。正常脑组织中的PrP称为PrPc，相对分子质量为33000- 35000，对蛋白酶敏感。患病脑组织中的PrP称为PrPsc，相对分子质量为27000 ~ 30000，是PrPc的一个片段，蛋白酶对其无影响。目前已知PrPc和PrPsc是PrP的两种异构体，具有相同的氨基酸组成和线性顺序，但三维构象不同。PrPc结构。螺旋型占42%，片层占30%;朊蛋白。螺旋型占30%，片状占43%。4 PrPc。螺旋可以排列成致密的球形结构，该结构的随机波动会生长成部分折叠的单体PrP*，这是一种中间体，即PrP*可以生成PrPc，也可以生成PrPsc。一般情况下，PrP*的含量很少，因此生成的PrPsc也很少。而外源PrPsc可以诱导PrP*转变为PrPsc。PrPsc的不溶性使得生成PrPsc的过程不可逆。PrPsc大量沉积在神经细胞内，引起神经细胞病变，破坏神经细胞功能。因此，PrPsc感染正常细胞后，可促进细胞内产生更多的PrPsc，并且PrPsc逐渐积累，需要一个时间过程才能致病，这也是这种神经退行性疾病潜伏期较长的原因。因此，进入宿主细胞的PrPsc并不是自我复制，而是将细胞内遗传密码产生的PrPc转化为PrPsc。因此，中央法律是正确的，至少在目前，没有修改。

意义介绍

中心规律的信息是从DNA到RNA，但谢平(2014)指出，从生命起源和进化的历史来看，信息的整合一定是从mRNA到DNA。

在细胞起源的早期，为了适应细胞分裂行为，遗传物质的有效传递成为必要，因此，细胞内储存在各种mRNA中的遗传信息的整合必然成为选择的方向，而所有mRNA信息的连接是DNA发育的开始。有人可能会说，随着蛋白质的增加，mRNA的数量也会增加，偶尔，一条整合的mRNA长链会更好地匹配细胞的分裂行为，从而进行选择。

但与mRNA和DNA的拼接不同，实际上在结构上有两个变化。首先，RNA分子中的尿嘧啶变成了DNA中的胸腺嘧啶，尽管两者之间只有细微的区别，后者有一个额外的甲基；其次，RNA分子中的核糖变成DNA中的脱氧核糖。然而，这两种变化导致了两种核酸形态上的显著差异：DNA形成双螺旋结构，而大多数RNA分子是单线链，尽管RNA分子的某些区域可以自我折叠形成互补的碱基对，形成局部双螺旋。也许是某种结构上的原因，如果脱氧核糖代替核糖，胸腺嘧啶代替尿嘧啶更有利于形成稳定的双螺旋结构，那就是DNA选择的取向。

也许只是为了避免混淆，生物体经常使用相关的和不同的结构物质来执行不同的功能，例如NADPH和NADH，它们具有完全相同的还原电位和相似的功能，但用于不同的生物代谢途径。一个不容易被混淆的有序的代谢系统必然会存活下来。

真核生物基因转录产物为单顺式，即一个基因编码一条多肽链或RNA链，每个基因转录都有自己的调控元件。在原核细胞中，通常有几个不同的mRNA连接在一起，通过一个短的非蛋白质编码间隔序列相互分离，称为多顺反子mRNA。原核多顺子的存在可以看作是mRNA剪接成长链DNA过渡阶段的证据。

另一个证据是DNA聚合酶在从模板复制新的DNA链之前必须依赖于RNA引物。该引物是一段短链RNA，在引物酶识别起始位点并在5'到3'方向上合成后解锁一段DNA。然后，DNA聚合酶通过磷酸二酯键加入与模板链配对的核苷酸，在引物链的3'端合成DNA。最后，RNA水解酶(rnase)水解RNA引物，其他DNA聚合酶产生DNA来填补空白。如果没有将mRNA遗传信息整合到统一的DNA中，细胞分裂就很难将亲本细胞的遗传物质准确地分配到两个子细胞中。谢平(2016)提出遗传密码子是生化系统的一部分，而生化系统的核心是ATP，它负责建立核酸与蛋白质之间的联系(ATP中心假说)。建立一个完善的遗传系统并不容易，超出人类的想象，应该是细胞前体在几亿年的进化，尤其是无数次失败的分裂过程中实现的。有人可能会怀疑这个推论的真实性，但是在这么大的地球上，在这么小的细胞里，给定十亿年，只要有一个进化的方向，一切偶然都是可能的，一切不可想象的事件都是可能的。

蛋白质、RNA和DNA在结构和功能上的分化和完善，形成了一个完全独立的遗传系统，这是通过细胞分裂维持生命形式相对稳定的前提。只有出现了一个真正可操作的遗传系统，生命才从前细胞时代进入细胞时代，也才真正拉开了生物进化的序幕。

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