Гипотеза «один ген — один фермент»
Гипотеза « один ген — один фермент» заключается в том, что гены действуют посредством производства ферментов , причем каждый ген отвечает за производство одного фермента, который, в свою очередь, влияет на один этап метаболического пути . Эта концепция была предложена Джорджем Бидлом и Эдвардом Татумом в влиятельной статье 1941 года [1] о генетических мутациях в плесени Neurospora crassa , и впоследствии их соавтор Норман Горовиц назвал ее «гипотезой одного гена — одного фермента» . [2] В 2004 году Горовиц вспоминал, что «эти эксперименты положили начало науке, которую Бидл и Татум назвали« биохимической генетикой ». На самом деле они оказались первым оружием в том, что стало молекулярной генетикой и всеми последующими разработками». [3] Развитие гипотезы «один ген — один фермент» часто считается первым значительным результатом в том, что стало называться молекулярной биологией . [4] Несмотря на то, что она оказала огромное влияние, вскоре после ее предложения гипотеза была признана чрезмерным упрощением . Даже последующая переформулировка гипотезы «один ген — один полипептид» теперь считается слишком простой для описания взаимосвязи между генами и белками. [5]
Хотя некоторые случаи ошибок в обмене веществ в соответствии с менделевскими моделями наследования были известны ранее, начиная с идентификации Арчибальдом Гарродом в 1902 году алкаптонурии как менделевского рецессивного признака, по большей части генетика не могла применяться к метаболизму до конца 1930-х годов. Другим исключением была работа Бориса Эфрусси и Джорджа Бидла, двух генетиков, работавших над пигментами цвета глаз плодовых мушек Drosophila melanogaster в лаборатории Калифорнийского технологического института Томаса Ханта Моргана .. В середине 1930-х они обнаружили, что гены, влияющие на цвет глаз, оказались последовательно зависимыми, и что нормальные красные глаза дрозофилы были результатом пигментов, которые претерпели серию трансформаций; мутации генов разных цветов глаз нарушили трансформации в разные моменты серии. Таким образом, Бидл пришел к выводу, что каждый ген отвечает за фермент, действующий на метаболическом пути синтеза пигмента. Однако, поскольку это был относительно поверхностный путь, а не тот, который широко использовался различными организмами, мало что было известно о биохимических деталях метаболизма пигмента глаз плодовой мушки. Более подробное изучение этого пути потребовало выделения пигментов из глаз мух, что было чрезвычайно утомительным процессом. [6]
