W tym roku mija 50 lat od czasu kiedy jeden z największych biologów, twórca modelu struktury DNA, Francis H.C. Crick ogłosił znaną powszechnie Zasadę Biologii Molekularnej (Central Dogma of Molecular Biology). Mówi ona, że przekazywanie informacji od kwasu nukleinowego do kwasu nukleinowego oraz od kwasu nukleinowego do białka jest możliwe, natomiast przeniesienie informacji z białka na białko i z białka na kwas nukleinowy jest niemożliwe.

To przełomowe stwierdzenie było wynikiem rozważań nad teorią dziedziczenia oraz pięknym rozwinięciem myśli Erwina Schrödingera, który w książce pt. "What is Life? The Physical Aspect of the Living Cell. Mind and Matter. Autobiographical Sketches" z 1944 roku (Czym jest życie? Fizyczne aspekty żywej komórki. Umysł i materia. Szkice autobiograficzne Pruszyński i S-ka, Warszawa 1998), dowodzi, że życie można ujmować w kategoriach właśnie przechowywania i przekazywania informacji biologicznej. Napisał w niej także, że aby zrozumieć życie, należy złamać kod dziedziczenia.

Podstawy do rozwiązania tego zagadnienia dała historyczna praca ogłoszona 23 kwietnia 1953 r. w czasopiśmie "Nature" tłumacząca budowę DNA co było początkiem nowego etapu w biologii. W tym roku mija 140 rocznica odkrycia cząsteczki kwasu deoksyrybonukleinowego, DNA, przez Fridricha Mieschera. Zatem 55 lat temu rozwiązano nie tylko zagadkę dziedziczenia cech, ale wskazano też drogę do rozszyfrowania "kodu życia" oraz w jaki sposób budowa DNA przekłada się na cechy żywych organizmów. Ta możliwość zasugerowali F.H.C. Crick wraz z J. Watsonem w końcowej części wspomnianego artykułu: "...nie uszło naszej uwadze, że specyficzny sposób parowania zasad, który proponujemy (chodzi o zasady azotowe wchodzące w skład DNA - adeninę, tyminę, cytozynę i guaninę), sugeruje natychmiast mechanizm powielania materiału genetycznego".

Model struktury DNA w postaci pięknej helisy złożonej z dwóch przeciwbieżnych łańcuchów polinukleotydowych pozwala gromadzić informacje kodowane w języku składającym się z czterech zasad (alfabet). Oba łańcuchy określają nawzajem swoją zawartość co wskazuje na prosty mechanizm replikacji (reprodukcji) ale przebiegający w obecności białek wytwarzanych według instrukcji zapisanych w DNA. W procesie przenoszenia informacji od DNA do rybosomów pośredniczy RNA a podstawowymi jednostkami kodu genetycznego (kodonami) sa trójki nukleotydów. Pierwszy trójnukleotyd kodu genetycznego, UUU (U-urydyna), został rozszyfrowany w 1961 roku jako kodujący fenyloalaninę a nastepnie wszystkie trójki nukleotydowe przypisano odpowiadającym im 20 aminokwasom. Z nielicznymi wyjątkami, kod genetyczny opisany przez Nirenberga w 1966 roku okazał się być uniwersalny i jednoznaczny dla wszystkich form życia. Znaczenie jego odkrycia dla rozwoju biologii można porównać ze znaczeniem układu okresowego pierwiastków w chemii.

Opracowanie:

prof. dr hab. Jan Barciszewski
Instytut Chemii Bioorganicznej Polskiej Akademii Nauk w Poznaniu