Was ist in der Biologie das zentrale Dogma?

Das zentrale Dogma (manchmal auch als Central Dogma großgeschrieben) der Molekularbiologie ist, dass Informationen in biologischen Systemen nur in eine Richtung fließen: von DNA über RNA zu Proteinen. Das zentrale Dogma wurde erstmals 1958 von Francis Crick, einem der Mitentdecker der Struktur der DNA, formuliert und in einem 1970 veröffentlichten Nature Paper populär gemacht. Seit seiner Formulierung hat sich herausgestellt, dass das zentrale Dogma nicht immer halten (entgegen dem Namen), und unter bestimmten Bedingungen, wie etwa Viren oder speziellen Eingriffen in ein Labor, sind andere Arten des Informationsflusses möglich.

Der Begriff „zentrales Dogma“ ist nur eine Phrase; es bedeutet nicht, dass die Idee unfehlbar oder irgendwie mit religiösen Dogmen verbunden ist. Crick bereute es später, das Wort „Dogma“ verwendet zu haben, um seine Idee zu erklären, wegen all der Schwierigkeiten, die es ihm verursachte.

In der Biologie gibt es drei typische Arten des Informationsflusses, die in allen lebenden Zellen vorkommen: DNA, die sich selbst modifiziert, DNA zu RNA und RNA zu Proteinen. DNA ist in der Lage, sich in einem Prozess namens DNA-Replikation selbst zu replizieren.

In der Zelle dient RNA als Proxy, als Signalgeber für DNA-Moleküle, die Proteine ​​synthetisieren. Der Prozess, bei dem DNA RNA erzeugt, wird als Transkript bezeichnet. Die vollständige DNA-Auslesung eines Organismus, das Genom genannt, enthält eine vollständige Anleitung zur Herstellung aller RNA und Proteine, aus denen der Organismus besteht. Sobald die RNA von der DNA erzeugt wurde, kann sie nicht zurückgenommen oder anderweitig manipuliert werden, und RNA kann RNA nicht verändern. Sobald die RNA die Proteine ​​synthetisiert (so genannte Translation), können die Proteine ​​den Informationsgehalt der DNA oder RNA nicht beeinflussen. Die DNA kann jedoch neue Proteine ​​produzieren, um bereits vorhandene Proteine ​​zu zerlegen oder anderweitig zu manipulieren.

In einem Labor oder bei Viren sind drei zusätzliche Manipulationen möglich. Eine davon ist die RNA-modifizierende DNA, die als reverse Transkription bezeichnet wird. Dies geschieht im Fall von RNA-Retroviren wie HIV, die die DNA-Maschinerie der Wirtszelle kapern. Eine andere Manipulation ist die RNA-Manipulation selbst, die als RNA-Replikation bezeichnet wird und bei einigen RNA-Viren auftritt. Letzteres ist die direkte Übersetzung von DNA in Protein, die im Labor einige Male demonstriert wurde, obwohl sie noch weitgehend unerforscht ist.

Einige Manipulationen sind zumindest mit dem heutigen Stand der Technik unmöglich. Dazu gehören die Rückverfolgung von einem Protein zu der DNA oder RNA, die es erzeugt hat, oder die Verwendung von Proteinen zum Aufbau zusätzlicher Proteine.