为什么没有生物直接以 DNA 为模板来合成蛋白质？中间加一个 mRNA 有什么好处？
中心法则表明，DNA转录成为RNA，然后被翻译成蛋白质。为什么不能直接以DNA做为模板来合成蛋白质呢？这样岂不是效率更高？为什么要加入RNA呢？这样有什么好处呢？
DNA 是可以直接作为模板来合成蛋白质的：

- McCarthy 和 Holland 等在 1965 年和 1966 年、Taketoshi Uzawa 等在 2002 年实验证明，氨基糖苷类抗生素（链霉素、新霉素、卡纳霉素、巴龙霉素等）可以让核糖体在细胞外结合单链 DNA 分子、将其作为模版去合成蛋白质。

- Luminita Damian 等在 2009 年实验证明单链 DNA 直接翻译的限制步骤是延伸过程。

在生物体内，以 DNA 为模板来合成蛋白质的效率不高：

- 如果让核糖体直接对基因组 DNA 进行操作，那么你要让核糖体在通常远长于 mRNA 的基因组 DNA 上准确定位，这是低效率的，对有细胞核隔离核基因组与细胞质核糖体、拥有许多非编码序列的真核生物来说尤其麻烦。

- 你可以想象将核 DNA 裁切成大量小段并按需多重复制（现实中一些变形虫、纤毛虫有此能力）、在需要时送出细胞核，但这还是会增加 DNA 损伤概率、对 DNA 修复造成压力。

- 将 DNA 转录成 RNA 允许进行大量的转录后修饰，细胞可以根据当前状况用一个基因实现多种任务、搞一些可变剪接。在没有转录的情况下，表观遗传修饰、蛋白质加工等要变得更复杂。

- 将真核生物结合着组蛋白的 DNA 展开来供核糖体操作会消耗一些能量，还有概率在操作过程中丢失部分序列或造成组蛋白位点滑动——即使不缺能量，这也会增加 DNA 修复的压力。

- 某基因被转录为 mRNA 的数量可以简单地拿来调节该基因的表达水平，尤其是在要调高的场合。用 DNA 模板快速合成特定蛋白质，一般而言需要在基因组里多重复制相应序列，否则对一段序列进行操作的极限速度就那么回事。

- 多重复制可能导致基因组规模扩大（可以参考现实中无恒变形虫扩增了约两千倍的基因组），增加细胞的物质消耗和变异概率——当然，增加变异概率可能有助于刷出有用性状、配合不传代就扩增特定序列的能力迅速利用，不是纯不利效果。但是，以 DNA 模板达到无恒变形虫之类物种现有的蛋白质合成效率，基本上要让它们的基因组进一步扩大，增加能量需求和 DNA 修复压力。

- 如果将基因组 DNA 转录为“mDNA”、用于翻译，那么要注意“mDNA”被偶然整合到基因组里的概率、真核生物将 mDNA 弄出细胞核的能耗——相比之下，mRNA 偶然整合的可能性较低，弄出细胞核的能耗也较小。让原核生物使用大量 DNA 质粒代替拟核存储遗传信息、核糖体对质粒进行操作，可以减少这方面的问题。

RNA 世界假说可以参与解释“为什么核糖体的催化能力只来自 RNA”，可以将 DNA 解释为 RNA 所用的信息存储装置。不过，RNA世界假说不是绝对的，蛋白质先行的可能性仍然存在。

以上一切情况都不能推导出“没有任何生物偶然演化成直接翻译 DNA”。我们并未充分了解地球上所有的生物。

附：中心法则

克里克在 1957 年提出了中心法则的最早表述，在 1958 年发表，在 1970年整理得更加简洁，强调遗传信息不能从蛋白质传递到其他蛋白质或核酸。

中心法则认为遗传信息在 DNA、RNA、蛋白质之间的传递有三种一般情况（DNA 到 DNA，DNA 到 RNA，RNA到蛋白质，可以发生在大多数细胞中），三种特殊情况（RNA 到 RNA，RNA 到 DNA，DNA到蛋白质，只在特定条件下发生），三种“未知”情况（蛋白质到蛋白质，蛋白质到 RNA，蛋白质到 DNA，在提出这套假说的时代还没有观测到）。

- 沃森一度错误表述过中心法则，引起了广泛的误解和混乱。

- 克里克在 1970 年已经知道核糖体在体外翻译单链 DNA 的事。