GNN – Genetics and Genomics Timeline

Printer Friendly

Genetics and Genomics Timeline

George W. Beadle
©Copyright California Institute of Technology, All Rights Reserved

perinnöllisten ominaisuuksien ilmentymisen lisäksi geenit ohjaavat proteiinien valmistusta jotka ohjaavat aineenvaihdunnan perustoimintoja, jotka luonnehtivat elämää. Tämä oivallus, jolla oli syvällisiä vaikutuksia molekyylibiologiaan, vahvistettiin kokeellisesti vuonna 1941 George W. Beadlen ja Edward L. Tatumin toimesta.

geneetikko Beadle työskenteli aluksi hedelmäkärpäsen Drosophilan kanssa Thomas Hunt Morganin laboratoriossa Columbian yliopistossa. Vuoteen 1935 mennessä hän oli kehittänyt vihjailevia todisteita siitä, että silmien väri, jonka tiedetään periytyvän, edustaa sarjaa geneettisesti määritettyjä kemiallisia reaktioita. Hänen työnsä seuraavien kuuden vuoden aikana, suuri osa siitä biokemisti Edward L. Tatumin kanssa, edisti tätä hypoteesia. Drosophilan monimutkaisuus osoittautui kuitenkin haitaksi sellaisten kokeiden kehittämiselle, jotka osoittaisivat yhteyden tiettyjen geenien ja niiden kemiallisten tuotteiden välillä.

vuonna 1941 Beadle ja Tatum kääntyivät yksinkertaisempaan olentoon, jossa tiettyjä aineenvaihdunnan tuotteita voitiin suoraan tutkia. Leipämuotti, Neurospora crassa, osoittautui ihanteelliseksi. Neurosporaa voidaan viljellä yhdessä sokerin, epäorgaanisten suolojen ja biotiini-vitamiinin kanssa. Sienen elinkaari on lyhyt, ja se lisääntyy suvullisesti ja monistuu suvuttomasti—eli suvullinen lisääntyminen synnyttää itiöitä. Lisäksi Neurosporalla on vain yksi sarja parittomia kromosomeja, joten mikä tahansa mutaatio ilmenee välittömästi. Tämän verran tiedettiin, pääasiassa Bernard O. Dodge, kun Beadle ja Tatum aloittivat tutkimuksensa.

Edward L. Tatum

mitä tuli juhlittu koe, Beadle ja Tatum säteilyttivät ensin suuren määrän Neurosporaa ja tuottivat siten joitakin organismeja, joilla oli mutanttigeenejä. Nämä mahdolliset mutantit risteytettiin säteilyttämättömällä Neurosporalla.

tämän seksuaalisen rekombinaation normaalit tuotteet voivat lisääntyä yksinkertaisessa kasvualustassa. Beadle ja Tatum osoittivat kuitenkin, että osa mutanttisitiöistä ei replikoituisi ilman tietyn aminohapon—arginiinin-lisäämistä. He kehittivät neljä arginiinista riippuvaista Neurospora-kantaa, joista jokainen oli heidän mukaansa menettänyt tietyn geenin käytön, joka tavallisesti helpottaa yhtä tiettyä arginiinin tuottamiseen tarvittavaa entsyymiä.

Beadlen ja Tatumin melko yksinkertainen koe oli keskeinen tekijä molekyylibiologian kehityksessä. Perusmuodossaan käsitteen, jonka mukaan geenit tuottavat entsyymejä, esitti ensimmäisen kerran jo vuonna 1901 Archibald Garrod—kuten Beadle myönsi, kun hänelle ja Tatumille myönnettiin Nobelin fysiologian tai lääketieteen palkinto vuonna 1958. Vaikka Garrodin työ oli suurelta osin sivuutettu, Beadlen ja Tatumin yli kolme vuosikymmentä myöhemmin tekemä tutkimus huomattiin heti.

Beadlen ja Tatumin työstä syntyi perushypoteesi: yksi geeni määrittää yhden entsyymin tuotannon. Ajatus oli poikkeuksellisen hedelmällinen, mutta myös paljon väitelty ja lopulta muokattu. Nykyään sanotaan yleensä tarkemmin, että jokainen geeni määrittää yksittäisen polypeptidin eli proteiinin tai proteiinikomponentin tuotannon. Siten kaksi tai useampi geeni voi edistää tietyn entsyymin synteesiä. Lisäksi jotkut geenien tuotteet eivät ole entsyymejä sinänsä, vaan rakenneproteiineja.

George W. Beadle voitti
1950 Albert Lasker-palkinnon lääketieteellisestä perustutkimuksesta

takaisin GNN: n kotisivulle