Prawda

Czwartek, 4 czerwca 2020 - 08:02

« Poprzedni Następny »


Alfred Sturtevant: bohater genetyki


Jerry A. Coyne 2017-02-06

(Z artykułu) Zdjęcie Alfreda Sturtevanta, 1922 r., z History of the Marine Biological Laboratory.  Licensed as Creative Commons Attribution-NonCommercial-Share Alike 3.0
(Z artykułu) Zdjęcie Alfreda Sturtevanta, 1922 r., z History of the Marine Biological Laboratory.  Licensed as Creative Commons Attribution-NonCommercial-Share Alike 3.0

Alfred Henry Sturtevant (1891-1970), jeden z pierwszych genetyków Drosophila, jest także jednym z moich osobistych bohaterów naukowych. Jako student w Columbia i członek słynnego “pokoju much” Thomasa Hunta Morgana, Sturtevant dokonał nadzwyczajnego badania, pokazując, że geny na chromosomach nie tylko są uszeregowane liniowo, ale że mierząc liczbę rekombinacji (czyli “crossing over”) między różnymi mutacjami tych genów (widzianymi przez ich efekty na ciele muchy) możemy zdobyć pojęcie nie tylko o kolejności tych genów, ale także o tym, jak daleko od siebie są położone. Procedura, którą stworzył jako student i opublikował, kiedy miał zaledwie 22 lata, jest tą samą procedurą, jakiej używamy dzisiaj do “mapowania” genów.

Osiągnął jednak znacznie więcej: robił krzyżówki  “dających się reperować” defektów genetycznych, co utorowało drogę genetyce biochemicznej, znalazł dowody na efekt zmian ustawienia chromosomów w hamowaniu crossing over, wykonał jedne z pierwszych prac nad genetyką specjacji Drosophila simulans (większość jego prac była z koniem roboczym genetyki, Drosophila melanogaster) i znalazł dowody na „efekt matczyny”: fakt, że genetyczna budowa matki (u ślimaka) może wpłynąć na cechę (kierunek skrętu muszli) u potomka zamiast na samą budowę genetyczną potomka. Zrobił jednak coś znacznie więcej; przeczytaj link na początku tego akapitu. Był wściekle inteligentny i wszechstronny. Moim zdaniem powinien był dostać Nagrodę Nobla, ale jego osiągnięcia, przynajmniej wczesne, weszły do nagrody danej jego mentorowi, Thomasowi Huntowi Morganowi.


W “Genetics” jest nowy artykuł Mariany Wolfner i Danny’ego Millera z ślicznym tytułem (poniżej), który naświetla inne osiągnięcia  Sturtevanta: znalezienie nierównych crossing over między chromosomami. (Kliknij na link do artykułu: http://www.genetics.org/content/204/3/833 ).



O co chodzi z Sturtevantem wchodzącym do baru? No cóż, Sturtevanta zafrapowała obserwacja mutacji “Bar’ na chromosomie X u D. melanogaster, która powoduje małe oczy (patrz diagram poniżej). Muchy z oczyma Bar wykazywały niezwykle wysokie poziomy „mutacji”: około 1 na 1000 potomków samicy nosicielki tego genu albo powracało do “dzikiego typu” (normalne oczy), albo stawało się “ultra-Bar” (wyjątkowo wąskie oczy; patrz diagram dla obu).


To tempo mutacji było znacznie wyższe niż normalna mutacja genów (około 0,000001) i Sturtevant, opierając się na poprzednich swoich badaniach nad crossing-over między chromosomami (wymiana materiału genetycznego między parami “homologicznych” chromosomów podczas tworzenia się gamet), postawił hipotezę, że “mutacje” Bar nie były przypadkami zmian w samym genie, ale zmianami w budowie chromosomu wokół tego genu. Przez skomplikowaną serię krzyżówek genetycznych z użyciem zmutowanych genów otaczających odcinek Bar, Sturtevant był w stanie pokazać, że mutanty Bar powstają ze zjawiska znanego jako „nierówne crossing over”.


Normalnie podczas “mejozy”, procesu genetycznego tworzenia gamet w organizmach diploidalnych, “chromosomy homologiczne” zestawiają się w pary (mamy dwie kopie każdego z naszych chromosomów, a więc mamy 23 pary lub 46 razem; muchy Sturtevanta miały 8 razem). To zestawianie się w pary jest zasadnicze, by zapewnić, że homologi rozdzielają się, ponieważ każdy pójdzie do innego jaja lub plemnika (jaja i plemniki mają tylko połowę liczby chromosomów normalnych komórek i kiedy zachodzi zapłodnienie, powraca normalna liczba). Podczas zestawiania się w pary chromosomy homologiczne mogą wymieniać geny, kiedy rozłamują się i odcinki różnych homologów zlewają się z drugim homologiem. (Z jakiegoś powodu, który nie w pełni rozumiemy, samice Drosophila przechodzą ten proces, ale samce nie przechodzą. Właśnie obserwacja, że zmiany Bar widać było tylko od zmutowanych matek, ale nie ojców, która doprowadziła Sturtevanta do przypuszczenia, że chodzi o crossing-over zamiast o zwykłą mutację.)


Zazwyczaj crossing over jest dokładne z nukleotydami rozłamującymi się i zlewającymi w tym samym miejscu, jeśli więc jeden chromosom ma allel A, a drugi allel A’genu, zamienią się pozycjami w doskonałym porządku. (Oczywiście, reszta przylegających genów przejdzie razem.) Czasami jednak rekombinacja nie będzie doskonała i możesz otrzymać dwie kopie genu na jednym chromosomie i żadnej na drugim. Na przykład,  ———A——— zestawione w parę z ———A’——— może dać ———AA’——— na jednym chromosomie i —————— na drugim. Jeden chromosom kończy z dwiema kopiami całego genu; drugi nie ma żadnej.  


Przez używanie chytrych krzyżówek z mutacjami otaczającymi odcinek Bar, Sturtevant pokazał, że właśnie to powodowało zjawisko Bar. Kiedy muchy o normalnych oczach podlegały nierównemu crossing over, mogły dawać muchę z dwiema całymi kopiami odcinka genu, powodując wąskie oczy „Bar”. Mogły także, skojarzone z normalną muchą, dawać muchę z trzema kopiami odcinku genu i jeszcze węższymi „ultra-Bar” oczyma. Kiedy mucha z oczyma Bar traciła jedną ze swoich kopii dzięki nierównemu crossing over, powracała do stanu normalnej muchy.


W czasie, kiedy Sturtevant wykonywał te eksperymenty w latach 1920., nie było sposobu na potwierdzenie jego hipotezy przez bezpośrednie spojrzenie na chromosomy. Wkrótce potem jednak odkryto, że w gruczołach ślinowych much były „chromosomy poligeniczne”, w których DNA replikował się setki razy, a więc można było rzeczywiście obejrzeć fizyczną budowę chromosomów pod mikroskopem. Tutaj, na przykład, są dwa ramiona drugiego chromosomu, oba na fotografiach i w interpretacji. Fizyczne markery („paski”) chromosomów poligenicznych są diagnostyczne: te same dla wszystkich osobników gatunku.



Kiedy Bridges (1936)Muller et al. (1936) zbadali chromosomy z gruczołów ślinowych u much normalnych, much Bar i much ultra-Bar, potwierdzili, że oczy “Bar” istotnie pochodzą z duplikacji odcinka genu badanego przez Sturtevanta dziesięć lat wcześniej i że muchy ultra-Bar pochodzą z potrojenia tego odcinka, jak to pokazuje diagram poniżej z artykułu Wolfner i Millera.



Dlaczego jest to ważne? Ponieważ nierówne crossing over jest jednym z głównych źródeł powstawania nowych genów w ewolucji. Prowadzi do duplikacji pojedynczego genu na jednym chromosomie, a kiedy to dzieje się, ewolucja może doprowadzić te dwie kopie do rozejścia się i przyjęcia nowych funkcji. Ponadto, nierówne crossing-over może stworzyć całe rodziny genów, które pochodzą od jednej kopii, ale ich funkcje rozeszły się po duplikacji, potrojeniu i tak dalej. Jest to jeden ze sposobów, na jakie genom rozwija się i na jaki możemy zyskać nowe geny z nowymi funkcjami. W ten sposób, na przykład, różne hemoglobiny: α, β, γ i δ, każda z inna funkcją, pochodzą od wspólnego przodka.


Oryginalne badanie Sturtevanta było więc zwiastunem naszego zrozumienia, jak powstaje nowa informacja genetyczna – przez pomyłkę w rekombinacji. Podobnie, nowa informacja genetyczna może powstać poprzez mutacje w jednym genie – także „pomyłce” w replikacji genu. Gdyby crossing over i replikacja genów zachodziły w sposób doskonały, nie byłoby ewolucji.


Sturtevant, nazywany przez wielu przyjaciół “Sturt”, był podobno wspaniałym człowiekiem, wolnym od obłudy i arogancji i (jak całe potomstwo Morgana – może z wyjątkiem H. J. Mullera) orzeźwiająco wolny od pragnienia zdobywania zasług za każde osiągnięcie. Żal mi, że nigdy nie spotkałem Sturtevanta, ale znam kilka osób, które znały go dobrze i bez wyjątku wszyscy mówią o nim jako o wielkim facecie.


Sturtevant został później profesorem genetyki w Cal Tech w Pasadenie, gdzie pozostał na resztę życia. I, jak porządny Drosophilista, do samego końca własnymi rekami popychał muszki. Tutaj jest jako już starszy mężczyzna we własnym „pokoju much”, robiąc coś, co jest obecnie zabronione w laboratoriach: paląc tuż obok pojemnika na eter, który usypia muchy i jest WYSOCE ŁATWOPALNY.


Alfred H. Sturtevant, Profesor biologii, emeritus, w swoim laboratorium w Caltech w 1965 r. Zdjęcie James McClanahan. Credit: Caltech Archives
Alfred H. Sturtevant, Profesor biologii, emeritus, w swoim laboratorium w Caltech w 1965 r. Zdjęcie James McClanahan. Credit: Caltech Archives

h/t: Matthew Cobb

 

Alfred Sturtevant a hero of genetics

Why Evolution Is True, 24 stycznia 2017

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska



Jerry A. Coyne


Profesor (emeritus) na wydziale ekologii i ewolucji University of Chicago, jego książka "Why Evolution is True" (Polskie wydanie: "Ewolucja jest faktem", Prószyński i Ska, 2009r.) została przełożona na kilkanaście języków, a przez Richarda Dawkinsa jest oceniana jako najlepsza książka o ewolucji.  Jerry Coyne jest jednym z najlepszych na świecie specjalistów od specjacji, rozdzielania się gatunków.  Jest wielkim miłośnikiem kotów i osobistym przyjacielem redaktor naczelnej.


Skomentuj     Wyślij artykuł do znajomego:     Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 1110 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Rozwiązanie dla obecnego kryzysu   Ridley   2020-06-02
Lokalizacja funkcji wykonawczych   Novella   2020-05-30
Przestańcie wierzyć w naukę   Greenfield   2020-05-28
Ewolucyjne korzenie sztuki   Koraszewski   2020-05-27
Innowacji nie można wymusić, ale można je zdławić   Ridley   2020-05-26
Stymulowanie kory wzrokowej   Novella   2020-05-23
Pora na telemedycynę   Novella   2020-05-19
Czy mrożącą krew w żyłach prawdą jest, że decyzja o zamknięciu społeczeństwa opierała się na luźnych matematycznych spekulacjach?   Ridley   2020-05-15
MMR jest bezpieczna i skuteczna   Novella   2020-05-14
Odporność stada na fakty   Koraszewski   2020-05-13
O COVID wiemy wszystko – i nie wiemy niczego   Ridley   2020-05-12
Nanotechnologia zastosowana do leczenia choroby Alzheimera   Novella   2020-05-11
COVID-19 – To są szkody   Novella   2020-05-05
Nadmiar teorii wszystkiego   Koraszewski   2020-05-04
Zawodnicy – i trudności – w wyścigu do wyleczenia COVID   Ridley   2020-04-30
Psychologia sprzeciwu wobec szczepień   Novella   2020-04-25
Prowokator czy prowokowany?   Witkowski   2020-04-24
Nauka on-line jest skuteczna   Novella   2020-04-23
Mądrość w pułapce autorytetu   Witkowski   2020-04-18
Znaleziono najstarszego “bilaterian”: odkryto podobne do robaka stworzenie wraz z jego skamieniałymi śladami   Coyne   2020-04-16
Nietoperze i pandemia   Ridley   2020-04-14
Pandemia ludzkiej głupoty   Novella   2020-04-12
W miarę postępu badań natura naszego wroga staje się coraz wyraźniejsza   Ridley   2020-04-04
Wzmacnianie układu odpornościowego podczas pandemii   Novella   2020-04-02
Dlaczego ten wirus inaczej dotyka pokolenia?   Ridley   2020-03-30
Czaszka maleńkiego dinozaura/ptaka znaleziona w bursztynie   Coyne   2020-03-27
Szczepionka na koronawirusa nie przybędzie szybko   Ridley   2020-03-25
Niebawem dowiemy się jak solidna jest nasza cywilizacja   Ridley   2020-03-23
Żywotność wirusa Covid-19 na różnych powierzchniach (rada: używaj rękawiczek, kiedy odbierasz paczki i nie otwieraj ich przez 24 godziny)   Coyne   2020-03-21
Dzień był krótszy 70 milionów lat temu   Novella   2020-03-20
Jak często powstają ptasie hybrydy?   Coyne   2020-03-18
Mózgi noworodków   Novella   2020-03-16
Twierdzenie o białku i DNA dinozaurów   Novella   2020-03-10
Porażka jest stałym elementem pracy naukowca   Konrad Bocian   2020-03-07
Jak myśleć o naszych problemach   Tupy   2020-03-03
Dlaczego tak wiele nowych wirusów pochodzi od nietoperzy?   Ridley   2020-02-29
Odkrycie antybiotyku przez AI   Novella   2020-02-27
Wizyta w Andach u łysek rogatych   Lyon   2020-02-26
Zioła nie pomagają na utratę wagi   Novella   2020-02-25
Dawkins pisze tweeta   Coyne   2020-02-24
W obronie binarności płci u ludzi   Coyne   2020-02-21
Nie palmy pieniędzy na ołtarzu zielonej manii   Lomborg   2020-02-20
Więcej dowodów ewolucji: końskie zarodki zaczynają tworzyć pięć palców, a cztery zawiązki znikają   Coyne   2020-02-18
Homeopatyczny rentgen   Novella   2020-02-14
Różnice płci w wyborze zabawek: chłopcy bawią się chłopięcymi zabawkami, dziewczynki dziewczęcymi zabawkami   Coyne   2020-02-13
Śmiertelność z powodu raka nadal spada wbrew twierdzeniom szarlatanów     2020-02-11
Odkrycie w immunologii, a leczenie nowotworów   Novella   2020-02-10
Ponowne psucie nauki przez ideologię: ”Slate” wypacza biologię ewolucyjną, by wyglądała na kapitalistyczną i antysocjalistyczną   Coyne   2020-02-07
Flamingi z braku łysek rogatych   Lyon   2020-02-06
Moja ostatnia praca badawcza. Część 3: Znaczenie   Coyne   2020-02-04
Moja ostatnia praca badawcza. Część 2: Wyniki   Coyne   2020-02-03
Moja ostatnia praca badawcza: Część 1: Cele i metody   Coyne   2020-02-01
Ewolucyjne wyjaśnienie nienaukowych przekonań   Bretl   2020-01-31
Zdumiewająca mimikra   Coyne   2020-01-27
Reality check: Pęd do szybkiej „zerowej” emisji to gwarancja przegranej   Lomborg   2020-01-27
Sfuszerowany artykuł o biologii w „Washington Post”   Coyne   2020-01-24
Punkty dla Ameryki w konflikcie między Iranem i USA   Destexhe   2020-01-24
Zbliżanie się do rozumienia pamięci   Novella   2020-01-22
Z perspektywy naszego kurnika   Witkowski   2020-01-16
Fałszywa pokora nie uratuje planety   Boudry   2020-01-09
Złoty ryż zatwierdzony na Filipinach   Novella   2020-01-07
Cudowna animacja DNA i komórek   Coyne   2020-01-06
Dychotomiczne myślenie, niepewność i zaprzeczanie nauce     2020-01-01
Mieliśmy najlepszą dekadę w historii. Naprawdę   Ridley   2019-12-31
Kreacjonista opowiada się za ”argumentem z niedowierzania”   Coyne   2019-12-26
Biologia męskiej agresji i dlaczego nie jest to tylko „socjalizacja”   Coyne   2019-12-24
Wydajność, wyzysk, wybory   Koraszewski   2019-12-23
Społecznościowe finansowanie szarlatanerii   Novella   2019-12-20
Wykład Dawkinsa o czerpaniu odwagi z darwinizmu   Coyne   2019-12-18
Uprawy GM, takie jak Złoty Ryż, uratują życie setek tysięcy dzieci   Ridey   2019-12-13
Darwin, lisy i inne ssaki na Falklandach   Mayer   2019-12-11
Wirtualna edukacja   Novella   2019-12-03
Teoria klasy próżniaczej Thorsteina Veblena – uaktualnienie statusu   Henderson   2019-12-02
Punkt szczytowy inteligencji   Novella   2019-11-30
Likwidowanie przeziębienia miedzią   Novella   2019-11-27
Dlaczego wyjaśnianie problemów przez biały przywilej jest niesłuszne   Rob Henderson   2019-11-25
LiveScience zachwala panpsychizm jako rozwiązanie trudnego problemu świadomości   Coyne   2019-11-22
Jak walczyć z firehosing   Novella   2019-11-19
Odwołajcie antyszczepionkową konferencję w Tel Awiwie   Blum   2019-11-15
Ewolucja dwunożności   Novella   2019-11-14
Granice „przeskoczenia” progu opłacalności   Lomborg   2019-11-13
Dlaczego nie żyjemy w epoce post-prawdy   Pinker   2019-11-11
Śledząc pochodzenie człowieka   Novella   2019-11-09
Skamieniałe trylobity idące gęsiego. Ale dlaczego to zrobiły?   Coyne   2019-11-06
Saga o złotym ryżu   Novella   2019-11-04
Kolejne badanie rolnictwa organicznego   Novella   2019-11-02
Fabrizio Benedetti pyta: “Czy badania placebo wzmacniają pseudonaukę?”     2019-11-01
Nathaniel Comfort raz jeszcze: nauka nie czyni postępów (czy może robi to?)   Coyne   2019-10-31
Pochwała jednoznaczności   Witkowski   2019-10-29
Stare i nowe  troski o bezpieczeństwo żywnościowe   Ongu   2019-10-28
Powrót Adama i Ewy jako rzeczywistych ludzi, jak proponuje kolejna pseudonaukowa teoria   Coyne   2019-10-25
Pradawne przechowywanie żywności   Novella   2019-10-24
Artykuł w naukowym piśmie ”Nature” dyskredytuje naukę i „scjentyzm”, kwestionuje wartości Oświecenia   Coyne   2019-10-22
Błogosławieni ci, którzy wycofują   Jacoby   2019-10-19
Pro-life czyli czarodziej z Krotoszyna   Koraszewski   2019-10-18
Biologia rozwoju ujawnia ewolucyjną historię   Novella   2019-10-15
Niebezpieczne życie antropologa   Blackwell   2019-10-12
Swędzikami jesień się zaczyna   Łopatniuk   2019-10-11
Jak wieloryb stracił swoje geny   Coyne   2019-10-10
Używanie sztucznej inteligencji do diagnozy   Novella   2019-10-08

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

Wzmacnianie układu odpornościowego



Wykluczenie Tajwanu z WHO



Drzazgę źle się czyta



Sześć lat



Pochodzenie



Papież Franciszek



Schadenfreude



Pseudonaukowa histeria...


Panstwo etc



Biły się dwa bogi


 Forma przejściowa


Wstęga Möbiusa


Przemysł produkcji kłamstw


Jesteś tym, co czytasz,



Radykalne poglądy polityczne


Einstein



Socjologia



Allah stworzyl



Uprzednie doświadczenie



Żydowski exodus



PRL Chrystusem narodów



Odrastające głowy hydry nazizmu



Homeopatia, wibracje i oszustwo


Żołnierz IDF



Prawo powrotu



Mózg i kodowanie predyktywne



Nocna rozmowa



WSzyscy wiedza



Nieustający marsz



Oświecenie Pinker



Alternatywna medycyna zabija



Kobiety ofiarami



Prometeusz



modyfikowana pszenica


Listy z naszego sadu
Redaktor naczelny:   Hili
Webmaster:   Andrzej Koraszewski
Współpracownicy:   Jacek, , Malgorzata, Andrzej, Marcin, Henryk