Vienas genų-vieno fermento hipotezė (paaiškinta diagrama)
Viena genų-vieno fermento hipotezė!
Biocheminės genetikos objektas prasidėjo nuo Sir Archibold Garrod (1909), kuriame nurodoma, kad recesyvinė liga alkaptonurija buvo paveldėtas metabolizmo defektas.
Jis parašė knygą, pavadintą „Inborn Ermet of Metabolism“, kuri yra viena iš genetikos ir bio-chemijos klasikų. Jis sakė, kad ligos alkaptonurija atsiranda dėl fermento defekto. Taigi, šis paveldimas genetinis defektas atsiranda dėl fermento trūkumo.
Šiuolaikinis biocheminės genetikos darbas prasidėjo Beadle ir Tatum atradus biocheminius mutantus Neurosporoje (6.27 pav.). GW Beadle ir EL Tatum Stanfordo universitete, Kalifornijoje, gydė Neurospora sporas su rentgeno spinduliais.
Jie pastebėjo, kad po gydymo kai kurios sporos nesaugo įprastomis terpėmis. Tokios sporos išgyvena, jei prie terpės pridedami maisto papildai kaip amino rūgštys ir vitaminai. „Beadle“ ir „Tatum“ sukūrė techniką, kurioje minimali terpė, kurioje yra druskų, cukraus ir biotino, pridėta su visa aminorūgščių ir vitaminų kolekcija, kad susidarytų visa terpė.
Nustatyta, kad sporos, kurioms nebuvo atlikta rentgeno spindulių mutacija, gali sudygti minimalioje terpėje. Tačiau mutavusios sporos turėjo būti aprūpintos papildomomis aminorūgštimis, kurių jie nebepadarė sau.
Laukinės rūšies Neurospora crassa augs minimalioje terpėje ir nereikalauja papildomo augimo. I klasės mutantai A geno (A fermento) atžvilgiu yra defektai, todėl jie negali augti minimalioje terpėje, nebent papildyti ornitinu ar citrulinu ar argininu.
II klasės mutantai yra defektuoti B gename (fermentas B) ir auga terpėje, papildomai su citrulinu arba argininu. III klasės mutantai yra defektuoti C gename (fermentas C) ir auga terpėje, papildytoje argininu.
Genų ir fermentų ryšys buvo vadinamas vienu geno-vieno fermento hipoteziu. George Beadle dalinosi 1958 m. Nobelio premija medicinoje ir fiziologijoje su EL Tatum už šiuos eksperimentus. „Beadle“ ir „Tatum“ sukėlė metabolinius trūkumus, atsiradusius rentgeno spinduliais Neurosporoje.
Jie nustatė, kad tokie mutantai nesugebėjo sintezuoti tam tikrų junginių, pvz., Amino rūgščių ar vitaminų. Tokie mutantai gali augti auginimo terpėje tik tada, kai šie junginiai tiekiami į terpę.
Todėl mutantai, kurie nustoja formuoti vieną ar daugiau esminių junginių, vadinami maistiniais mutantais arba auksotrofais, priešingai nei originalus laukinis tipas, vadinamas prototrofais.
Neurosporoje buvo išskirti trys arginino sintezės auksotrofai:
(i) Auksotrofas C, kuris auga tik tada, kai argininas tiekiamas į minimalią terpę.
(ii) Auksotrofas B, kuris auga tik tada, kai citrulinas arba argininas tiekiamas į minimalią terpę.
(iii) Auksotrofas A, kuris auga tik tada, kai ornitinas arba citrulinas arba argininas tiekiamas į minimalią terpę.
Toks stebėjimas (6.29 pav.) Rodo, kad Neurospora atlieka biocheminį arginino sintezės kelią.
Remiantis pirmiau pateiktais duomenimis, jie davė vieną geno-vieno fermento hipotezę, kurioje teigiama, kad vienas genas sintezuoja vieną fermentą, kuris yra atsakingas už vienos biocheminės reakcijos kontrolę. Kadangi gerai žinoma, kad fermentus sudaro baltymai. Tačiau buvo pastebėti kai kurie RNR atvejai, pasireiškiantys fermentų aktyvumu.
Taip pat akivaizdu, kad visi baltymai neveikia kaip fermentai. Baltymai gali būti sudaryti iš vienos arba daugiau polipeptidinių grandinių. Pavyzdžiui, mūsų kraujo hemoglobinas susideda iš keturių polipeptidinių grandinių, ty 2a ir 2p grandinių. Taigi sąvoka „vienas genas-vienas polipeptidų grandinės hipotezė“ laikoma labiau artima tiesai.
