Hvorfor har Beadle og Tatoms One Gene - enzymhypotese været midtificeret siden den præsenterede den i 1940'erne?

Beadle og Tatum en gen-en-enzymhypotese, der blev foreslået i 1940'erne, var en banebrydende idé inden for genetik. Det sagde, at hvert gen kontrollerer direkte produktionen af et enkelt enzym, som igen bestemmer en specifik metabolisk funktion. Denne enkle og elegante model hjalp med at revolutionere vores forståelse af, hvordan gener fungerer, men den er siden blevet ændret af flere grunde:

1. Et gen - et polypeptid:

* Flere underenheder: Mange enzymer er sammensat af flere polypeptidkæder. Et enkelt gen kan kun kode for en polypeptidkæde, hvilket betyder, at et enkelt gen kan bidrage til dannelsen af et multisubenhedsenzym.

* ikke-enzymproteiner: Ikke alle gener koder for enzymer. Mange gener koder for strukturelle proteiner, regulatoriske proteiner eller andre typer proteiner, der ikke direkte katalyserer reaktioner.

2. Et gen - Flere produkter:

* alternativ splejsning: Et enkelt gen kan producere flere mRNA -transkripter, hver med en anden kombination af eksoner, hvilket fører til produktion af forskellige proteinisoformer.

* post-translationelle ændringer: Proteiner kan gennemgå forskellige modifikationer efter oversættelse, såsom phosphorylering, glycosylering eller acetylering, som kan ændre deres aktivitet og funktion. Disse ændringer kan påvirkes af flere faktorer, ikke kun genet selv.

3. Kompleks genregulering:

* genekspression reguleres: Ekspressionen af gener er meget reguleret, hvor mange faktorer påvirker mængden af protein produceret fra et enkelt gen. Disse faktorer inkluderer transkriptionsfaktorer, mikroRNA'er og miljømæssige signaler.

* epigenetik: Ændringer i genekspression kan forekomme uden ændringer i selve DNA -sekvensen gennem mekanismer som DNA -methylering eller histonmodifikationer. Disse epigenetiske ændringer kan påvirke aktiviteten af et gen og dets proteinprodukt.

4. Genetiske interaktioner:

* multi-genveje: Mange biologiske processer styres af flere gener, der interagerer i komplekse veje. Et enkelt gen kan påvirke ekspressionen eller funktionen af andre gener, hvilket fører til en kaskade af effekter.

* pleiotropi: Et enkelt gen kan påvirke flere træk, hvilket betyder, at dets mutation kan have en række fænotype konsekvenser.

Kortfattet:

Mens den ene gen-en-enzymhypotese tilvejebragte et værdifuldt udgangspunkt, er virkeligheden af genfunktion meget mere kompleks. Gener kan kode for flere proteinprodukter, gennemgå kompleks regulering og interagere med hinanden i komplicerede netværk. Denne kompleksitet er det, der gør genetik til et så fascinerende og udfordrende studieretning.