Una ipotesi di enzimi Gene-One (spiegata con lo schema)

Un'ipotesi dell'enzima Gene-One!

L'argomento della genetica biochimica ebbe inizio con Sir Archibold Garrod (1909) che rilevò che la malattia recessiva alcaptonuria era un difetto ereditario del metabolismo.

Ha scritto un libro dal titolo Errori innati del metabolismo che è uno dei classici della genetica e della biochimica. Ha detto che la malattia alcaptonuria appare a causa del difetto di un enzima. Quindi, questo difetto genetico ereditario appare a causa della carenza di un enzima.

Il lavoro moderno sulla genetica biochimica è iniziato con la scoperta di Beadle e Tatum di mutanti biochimici in Neurospora (Fig. 6.27). GW Beadle e EL Tatum della Stanford University, in California, hanno trattato le spore di Neurospora con i raggi X.

Hanno notato che dopo il trattamento alcune spore non crescono sul terreno abituale. Tali spore sopravvivono se gli integratori alimentari come aminoacidi e vitamine sono aggiunti al terreno. Beadle e Tatum hanno sviluppato una tecnica in cui un mezzo minimo con sali, zucchero e biotina quando aggiunto con tutta la raccolta di aminoacidi e vitamine per formare un mezzo completo.

È stato scoperto che le spore che non erano state sottoposte a mutazione da raggi X potevano germinare su terreno minimo. Ma le spore mutate dovevano essere fornite con amminoacidi addizionali che non erano più fatti da soli.

Il tipo selvatico Neurospora crassa crescerà in un terreno minimo e non richiede alcun supplemento per la crescita. I mutanti di classe I sono difettosi nel gene A (enzima A) e quindi non possono crescere su terreno minimo a meno che non siano integrati con ornitina o citrullina o arginina.

I mutanti di classe II sono difettosi nel gene B (enzima B) e crescono in mezzo integrato con citrullina o arginina. I mutanti di classe III sono difettosi nel gene C (enzima C) e crescono in terreno arricchito con arginina.

La relazione tra geni ed enzimi era stata definita come un'ipotesi di un gene-uno. George Beadle ha condiviso una parte del Premio Nobel del 1958 in medicina e fisiologia con EL Tatum per questi esperimenti. Beadle e Tatum hanno indotto carenze metaboliche mediante raggi X in Neurospora.

Hanno scoperto che tali mutanti non erano in grado di sintetizzare alcuni composti come amminoacidi o vitamine. Tali mutanti possono crescere sul terreno di coltura solo quando questi composti vengono forniti al terreno.

Pertanto, i mutanti che smettono di formare uno o più composti essenziali sono chiamati mutanti nutrizionali o auxotrofi in contrasto con il tipo selvaggio originale noto come prototri.

In Neurospora sono stati isolati tre seguenti auxotrofi per la sintesi di arginina:

(i) Auxotroph C che cresce solo quando l'arginina viene fornita al terreno minimo.

(ii) Auxotroph B che cresce solo quando citrullina o arginina sono fornite al terreno minimo.

(iii) Auxotroph A che cresce solo quando l'ornitina o la citrullina o l'arginina sono fornite al terreno minimo.

Tale osservazione (Fig. 6.29) suggerisce la via biochimica della sintesi di arginina di Neurospora.

Sulla base dei risultati di cui sopra, hanno dato l'ipotesi del gene one-one che afferma che un gene sintetizza un enzima che è responsabile del controllo di una reazione biochimica. Come è noto, gli enzimi sono costituiti da proteine. Tuttavia, sono stati notati alcuni casi di RNA che manifestano attività enzimatica.

È anche ovvio che tutte le proteine ​​non agiscono come enzimi. Le proteine ​​possono essere costituite da una o più catene polipeptidiche. Ad esempio, l'emoglobina del nostro sangue è costituita da quattro catene polipeptidiche cioè catene 2a e 2p. Quindi l'ipotesi della catena del polipeptide del concetto one-one è considerata più vicina alla verità.