1941年:一个基因,一种酶

George Beadle和Edward Tatum通过对红面包霉菌Neurospora crassa的实验表明,基因通过调节不同的化学事件起作用 – 肯定了“一个基因,一种酶”的假设。

乔治·比德尔(George Beadle)在加州理工学院的T. H. Morgan实验室工作了两年,使用果蝇作为模型生物研究遗传学。1941年,他和爱德华·塔图姆(Edward Tatum)转向一种更简单的遗传学研究模型。在其正常或“野生”状态下,霉菌Neurospora crassa可以在仅含有糖,少量生物素和无机盐的培养基上生长。

当霉菌暴露于X射线辐射时,偶尔会在细胞中发生突变。一些突变会影响霉菌从更简单的构建块中形成有机化合物的能力。例如,有些人失去了组装特定氨基酸的能力。为了茁壮成长,这些菌株需要在其营养培养基中提供特定的氨基酸,或者有时,它们可以与细胞可以转化为所需氨基酸的前体化合物凑合。

通过在营养培养基中提供多种化合物,并观察哪些允许各种突变菌株生长,哪些不允许,Beadle和Tatum发现他们可以推断出细胞中产生氨基酸等必要化合物的生化反应序列。科学家们得出结论,基因的功能是指导特定酶的形成,这种酶调节化学事件。突变可以改变基因,使其不再产生正常的酶,从而导致身体症状,例如需要营养补充剂。Beadle和Tatum提出,一般来说,每个基因都指导一种(并且只有一种)酶的形成。

由于他们的工作,比德尔和塔图姆与J. Lederberg分享了1958年诺贝尔生理学或医学奖。

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