Centrální dogma genetiky je koncept, který popisuje tok genetické informace v buňkách. Tento model byl poprvé formulován francouzským biologem François Jacobem a britským biologem Jamesem Watsonem v 60. letech 20. století. Centrální dogma se obvykle shrnuje jako sekvence:
DNA → RNA (transkripce): Genetická informace uložená v DNA je přepsána do messenger RNA (mRNA).
RNA → protein (translace): mRNA je pak přeložena do aminokyselinové sekvence, což vede k syntéze proteinů.
Jak probíhá transkripce?
Nejprve se „otevře“ část DNA, která obsahuje instrukce pro protein, který buňka potřebuje vytvořit.
Po otevření DNA se na jedné její straně vytvoří nová zpráva – což je mRNA. Tato zpráva kopíruje písmenka tak, jak jsou napsané v DNA, akorát thymin se zde nahradí uracilem. (např. pokud je v DNA sekvence A - G - T - C, tak v mRNA bude A - G - U - C). K přepisování těchto písmen (informací) pomáhá enzym, který se nazývá RNA – polymeráza.
Nakonec mRNA opouští jádro buňky a putuje k ribozomům v cytoplazmě, kde dochází k syntéze proteinů
Jak probíhá translace?
Ribozomy, což jsou malé buněčné struktury, které jsou jako takové továrny na výrobu proteinů, začnou číst zprávu, kterou přinesla mRNA. Tuto zprávu čtou po třech písmenkách. Těmto trojicím nukleotidů (např. A - U - G nebo C - G - A) říkáme kodony. Každý z těchto kodonů, představuje jednu aminokyselinu.
tRNA má na svém konci antikodony – ty fungují jako takový klíč, který se vloží do zámku kodonu mRNA. Když se tedy tRNA dostane k ribozomu, její antikodon se spojí s odpovídajícím kodonem na mRNA čímž se zajistí, že je správná aminokyselina přivedena na konkrétní, správné místo.
Ribozomy používají aminokyseliny, které dopraví jednotlivé tRNA a spojují je dohromady, čímž se vytváří protein. Jakmile ribozom přečte z mRNA další kodon, tak dorazí další tRNA s další aminokyselinou a tento proces se opakuje, dokud není protein hotový.
Do roku 1975 si vědci mysleli, že tok informace je pouze jednosměrný z DNA do RNA. V tomto roce ale objevili David Baltimore a Howard Martin Temin nezávisle na sobě, že RNA viry jsou schopné přenést svoji genetickou informaci do DNA hostitelské buňky, čímž původní domněnku o centrálním dogmatu narušili. Ve skutečnosti byl tímto objevem koncept centrálního dogmatu rozšířen o reverzní transkriptázu, což je proces, kdy se tok informace otočí zpátečním směrem z RNA do DNA.
Stále ale platí, že centrální dogma znemožňuje převádět informaci z proteinů zpět do RNA nebo DNA.
Celý proces transkripce a translace ukazuje, jak jsou genetické instrukce přenášeny z jedné generace na druhou a jak vedou k tvorbě proteinů, které hrají klíčovou roli v biologických funkcích a procesech. Centrální dogma je základem pro pochopení genetiky a molekulární biologie.