セントラルドグマとは？転写・翻訳の過程も合わせて現役講師がわかりやすく解説

ライター／小野塚ユウ

生物学を中心に幅広く講義をする理系現役講師。大学時代の長い研究生活で得た知識をもとに日々奮闘中。「楽しくわかりやすい科学の授業」が目標。

セントラルドグマとは？

セントラルドグマとは、生物の細胞内にある遺伝情報が「DNA→RNA→タンパク質」の順番で伝わっていく、という考え方のことをさします。

日本語に訳した中心教義や中心原理などとよばれることもあるので覚えておきましょう。

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私たち人間の細胞内では、DNAをもとにしてRNAがつくられ、そのRNAの情報をもとにしてタンパク質がつくられます。RNAをもとにしてDNAがつくられたり、タンパク質をもとにしてRNAやDNAがつくられることは基本的になく、一方通行であるということが重要です。

また、人間以外の生物でもこの原理は基本的に当てはまることから、セントラルドグマは生物全体に共通するルールの一つである、と広く知られています。

セントラルドグマを提唱したのは？

このセントラルドグマという考え方を提唱したのは、フランシス・クリックという生物学者です。

「なんか聞いたことがある名前だな」と思った方はすごい！彼はDNAの二重らせん構造を発見した研究者の一人です。教科書でもよく「ワトソンとクリックによってDNAの構造が解明され…」という風に紹介されますよね。このクリックによってセントラルドグマが提唱されたのが1958年のことです。

DNAからタンパク質までの流れ

それでは、DNAからRNA、RNAからタンパク質ができるまでの流れを簡単にご紹介しましょう。

転写

DNAは4種類の塩基の並び方（塩基配列）によってさまざまなタンパク質の情報を記録していますが、それ自体から直接タンパク質がつくられるわけではありません。

タンパク質を合成する際は、一度RNAにその情報を写しとり、RNAの情報からタンパク質がつくられるのです。DNAからRNAを合成する過程のことを転写（てんしゃ）といいます。

DNAはデオキシリボヌクレオチドという物質がつながった、長い鎖のようなもの。私たちの核にあるDNAは2本の鎖が水素結合によりくっついて存在しているため、二本鎖DNAなどとよくいわれますね。

2本のDNAの鎖は互いに相補的な関係といわれます。鎖をつくるデオキシリボヌクレオチドには4種類の塩基A（アデニン）・T（チミン）・C（シトシン）・G（グアニン）のいずれかが使われているのですが、これらのうちAとT、CとGが対になるような性質（相補性）があるのです。

例えば、一方のDNA鎖にAがあると、水素結合しているもう一方のDNA鎖にはTが位置することになります。

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転写が起きる場所では2本のDNA鎖の間にある水素結合が切れ、RNAポリメラーゼという酵素がはたらいて、RNAがつくられます。このRNAは"タンパク質の情報を伝える”役割があるので、特にメッセンジャーRNA（mRNA）とよばれているんです。

RNAの鎖をつくるのは、デオキシリボヌクレオチドとは少しだけ異なる、リボヌクレオチドという物質。リボヌクレオチドも4種類の塩基をもち、転写する部分と相補的な塩基がつながることになります。

ここで、チェックしておきたいのが、塩基の種類。DNAを構成しているデオキシヌクレオチドが、A・T・C・Gの4種の塩基を使っているのに対し、RNAではA・U（ウラシル）・C・Gが使われています。DNAでT（チミン）をもったデオキシヌクレオチドが置かれていたところに、U（ウラシル）をもったものが位置するようになるのです。

なお、真核生物の場合は転写の後にスプライシングという過程がはいります。スプライシングでは、タンパク質合成に必要のない部分のRNAが取り除かれるんです。

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DNAの鎖のうち、タンパク質の情報になっている部分をエキソン、タンパク質合成に無関係な部分をイントロンといいます。スプライシングでは、転写したRNAの中から余分なイントロンの部分が排除されるんですね。

翻訳

必要な情報が転写されたmRNAからタンパク質がつくられる過程を翻訳（ほんやく）といいます。

翻訳で活躍するのが、リボソームとよばれる細胞小器官です。ここへmRNAがたどり着くと、その塩基配列に対応したアミノ酸が運ばれてきます。アミノ酸を運んでくるのは、トランスファーRNA（tRNA）という小さなRNA。翻訳するmRNAの塩基に相補的な配列をもったtRNAが選ばれることで、mRNAの情報に従ったタンパク質がつくられていくのです。