Джордж Уелс Бийдъл — американски генетик и Нобелов лауреат („един ген — един ензим“)
Джордж Уелс Бийдъл — американски генетик и Нобелов лауреат, съосновател на теорията „един ген — един ензим“ с революционни експерименти върху Neurospora crassa.
Джордж Уелс Бидъл (22 октомври 1903 г. - 9 юни 1989 г.) е американски генетик, известен с приносите си в развитието на биохимичната генетика и с формулирането на връзката между гени и ензими.
През 1958 г. той печели Нобелова награда за физиология или медицина заедно с Едуард Татум; двамата си поделят наградата с Джошуа Ледерберг, който работи с Татум върху бактериалната генетика. Нобеловият комитет отличава приноса им за откриването на основни механизми в генетичната регулация на биохимичните процеси в клетката.
Изследвания и ключови експерименти
Бидъл и Татум изследват модела Neurospora crassa, едноклетъчен плесенен организъм, който се оказва удобен за експериментална генетика. В основните си експерименти те подлагат плесента на въздействието на рентгенови лъчи, което предизвиква мутации. След това използват селекция на мутантни щамове върху минимални хранителни среди и добавят отделни хранителни вещества, за да определят кои щамове не могат да синтезират самостоятелно дадени съединения (т.нар. ауксотрофи).
Чрез систематично сравняване на нуждите на различните мутанти и на това кои добавки възстановяват растежа, те установяват, че определени мутации засягат конкретни стъпки в биохимичните пътища за синтез на аминокиселини и витамини. Тези резултати показват пряка връзка между промяна в гените и загуба или промяна на активността на определени ензими, което довежда до формулирането на хипотезата „един ген — един ензим“.
Значение и последващи уточнения
Хипотезата „един ген — един ензим“ е важен концептуален пробив, защото свързва генетичната информация с конкретни биохимични реакции в клетката и поставя основите на съвременната молекулярна генетика. По-късни изследвания уточняват и разширяват идеята: понякога един ген кодира не цял ензим, а отделна полипептидна верига (сърцевина на протеина), което води до по-точното обобщение „един ген — една полипептидна верига“.
Методи и наследство
Методологично работата на Бидъл и Татум въвежда употребата на мутанти и селективни хранителни среди за картографиране на биохимични пътища — подход, който става стандарт в генетиката. Техните експерименти демонстрират как комбинацията от генетика и биохимия може да разкрие механизми на клетъчния метаболизъм и да ускори разбирането на наследствените болести, метаболитните нарушения и регулацията на синтеза на протеини.
Биографични бележки и влияние
Бидъл остава една от водещите фигури в развитието на експерименталната генетика през XX век. Неговите резултати вдъхновяват поколения учени и допринасят за бързото развитие на молекулярната биология, генетичната инженерия и биотехнологиите. Концепциите, произлезли от работата му, продължават да имат практическо и теоретично значение в изследванията на гени, ензими и метаболитни мрежи.
Критични уточнения: понятието „един ген — един ензим“ е силно опростяване на сложните взаимоотношения между гени, РНК и протеини; съвременната наука използва по-прецизни формулировки и признава роля на алтернативното сплайсиране, посттранслационни модификации и други нива на регулация.
Живот и кариера
Джордж Уелс Бидъл е роден в Уаху, Небраска, на 22 октомври 1903 г. Той е син на фермери; родителите му притежават и управляват ферма от 40 акра (160 000 м2).
Самият Джордж може би е щял да стане фермер, ако един от учителите му не го е насочил към науката и към земеделския колеж в Линкълн, Небраска.
След дипломирането си през 1926 г. той работи върху хибридни пшеници и Zea mays. През 1931 г. получава стипендия от Националния съвет за научни изследвания в Калифорнийския технологичен институт в Пасадена, където остава от 1931 до 1936 г. През този период той продължава работата си върху индийската царевица и в сътрудничество с Добжански и Стъртевант започва работа върху кръстосването при плодовата муха Drosophila melanogaster.
През 1935 г. Бийдъл посещава Париж за шест месеца, за да работи с Борис Ефруси в Института по физикохимична биология. Заедно те започват изследване на развитието на очния пигмент при дрозофила, което по-късно води до работа върху биохимията на генетиката на гъбата Neurospora.
През 1937 г. Бийл е назначен за професор по биология (генетика) в Станфордския университет и остава там девет години, като през по-голямата част от този период работи в сътрудничество с Татум.
През 1946 г. се завръща в Калифорнийския технологичен институт като професор по биология и председател на отдела по биология. Тук остава до януари 1961 г., когато е избран за ректор на Чикагския университет, а през есента на същата година - за президент на този университет.
Джордж Бийдъл умира на 9 юни 1989 г.
По-късни работи
Работата на Бийдъл и Татум е продължена по-късно от Е. Б. Луис, който работи върху начина, по който гените контролират развитието на ембрионите, и от Филип Шарп и Ричард Робъртс, които откриват интроните и сплайсинга на РНК. И тримата получават Нобелови награди за работата си.
През 1977 г. работата на лабораториите Шарп и Робъртс показва, че гените на висшите организми са "разделени" или се намират в няколко отделни сегмента по молекулата на ДНК.
Кодиращите области на гена са разделени от некодираща ДНК, която не участва в експресията на протеини. Некодиращите области, интроните, се изрязват от прекурсорите на мРНК в процес, наречен "сплайсинг". Установено е, че структурата на разделените гени е обща за повечето еукариотни гени. Поради тази причина понятието "един ген - един ензим" не е валидно по простия начин, предложен от Бийдъл и Татум. Това е така, защото
- За изграждането на даден протеин може да е необходим повече от един ген и
- Много различни гени могат да бъдат създадени от по-малък набор от гени (вж. антитела).
Въпреки това тяхната работа е била голяма крачка напред за времето си.
Въпроси и отговори
Въпрос: Кой е Джордж Уелс Бийдъл?
О: Джордж Уелс Бидъл е американски генетик.
Въпрос: За какво Джордж Уелс Бийдъл получава Нобелова награда за физиология или медицина?
О: Джордж Уелс Бийдъл печели Нобеловата награда за физиология или медицина заедно с Едуард Татум; те си поделят наградата с Джошуа Ледерберг, който работи с Татум върху бактериалната генетика.
В: Какво откриват Бийл и Татум?
О: Бийдъл и Татум откриват ролята на гените в регулирането на биохимичния синтез в клетките.
В: Кои са основните експерименти на Бийдъл и Татум?
О: Ключовите експерименти на Бийдъл и Татум включват излагане на плесента Neurospora crassa на рентгенови лъчи, което води до мутации.
В: Какво показват Бийдъл и Татум в своите експерименти?
О: В поредица от експерименти Бийдъл и Татум показват, че мутациите предизвикват промени в специфични ензими, участващи в пътищата за създаване на протеини.
В: Какво предлагат Бийдъл и Татум?
О: Бийдъл и Татум предложиха пряка връзка между гените и ензимните реакции, известна като хипотезата "един ген, един ензим".
В: Какво представлява хипотезата "един ген, един ензим"?
О: Хипотезата "един ген, един ензим" е пряка връзка между гените и ензимните реакции, предложена от Бийдъл и Татум в техния експеримент.
обискирам