Prawda

Czwartek, 14 listopada 2019 - 13:03

« 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 1031 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

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
Niespodzianka! Koty są tak samo przywiązane do swojego personelu jak psy i niemowlęta   Coyne   2019-10-05
Oburzenie, stronniczość i niestabilność prawdy   Novella   2019-10-04
O zmianie klimatu: ludzkość nie jest „nikczemna”   Lomborg   2019-10-03
Postmodernizm wyjaśniony i krytykowany   Coyne   2019-09-30
Uzdrawianie kryształami   Novella   2019-09-26
Kolejna rewolucja w rolnictwie   Novella   2019-09-24
Opory przeciwko szczelinowaniu są oparte na ideologii, a nie na nauce   Jacoby   2019-09-23
St Paul Island część 5   Lyon   2019-09-21
Co to jest czerwona rtęć?   Novella   2019-09-20
Jaka sztuka siedzi w naszych genach i czy to aby nie kicz?   Koraszewski   2019-09-19
Fałszywe wspomnienia i Fake News   Novella   2019-09-18
Kolejna próba odrzucenia teorii Darwina   Coyne   2019-09-17
Choroba zielonych mięśni   Łopatniuk   2019-09-14
”Sygnalizowanie cnoty” może nas irytować. Cywilizacja byłaby jednak bez niego niemożliwa    Miller   2019-09-13
Foka Weddela wygryza w lodzie otwory do oddychania   Coyne   2019-09-12
DNA i Loch Ness   Novella   2019-09-11
Nowa i ważna czaszka hominina z Etiopii   Coyne   2019-09-10
St Paul Island, Część 4   Lyon   2019-09-06
Biały jak śnieg, żółciutki jak kaczuszka   Łopatniuk   2019-09-04
Pingwiny geje? Nie tak szybko   Coyne   2019-09-03
Czego może nas nauczyć była zwolenniczka antyszczepionkowców, Kelley Watson-Snyder     2019-08-30
Bezzbożowa karma dla psa   Novella   2019-08-29
Odrażające życie płciowe pingwinów białookich   Coyne   2019-08-28
Badanie akupunktury jako terapii na dławicę piersiową   Novella   2019-08-23
Pradawna gigantyczna papuga z Nowej Zelandii: metr wysokości i waga 7 kilogramów!   Coyne   2019-08-22
Alaska — nurniczki i obopólny dobór płciowy   Lyon   2019-08-20
Zła nauka promuje organiczne jabłka   Novella   2019-08-19
Gąsienica zmienia kolor, żeby dopasować się do podłoża nie używając oczu: potrafi widzieć skórą!   Coyne   2019-08-16
Pseudonaukowa histeria to nie jest dobra odpowiedź na klimatyczne wyzwania   Lomborg   2019-08-14
GMO i model deficytu wiedzy   Novella   2019-08-12
Po raz pierwszy użyto edytowania genów CRISPR do leczenia zaburzenia genetycznego – anemii sierpowatej   Coyne   2019-08-08
Maskonury z wyspy St. Paul na Alasce   Lyon   2019-08-07
Zbieg okoliczności czy prawo wielkich liczb?   Novella   2019-08-06
I pijcie łzy moje, czyste rzęsiste   Łopatniuk   2019-08-03
Kształtowanie opinii o nauce i medycynie   Novella   2019-08-02
Nowe badanie dotyczące zwrotu zgubionych portfeli: ludzie na świecie są uczciwsi niż myślisz, ale czytelnik wyliczył, że uczciwość jest większa w mniej religijnych krajach   Coyne   2019-08-01
Praktykowanie medycyny bez uprawnień nie jest wolnością słowa   Novella   2019-07-31
Radujcie się, Ziemia staje się zieleńsza   Ridley   2019-07-30
Spiski wokół ptaków   Novella   2019-07-29
Matt Meselson opisuje swój najsłynniejszy eksperyment (z Frankiem Stahlem)   Coyne   2019-07-26
Niemający rozeznania filozof twierdzi, że gatunki nie istnieją   Coyne   2019-07-23
Więcej złych wiadomości dla dilerów witamin   Novella   2019-07-22
Starożytny ptak z nadzwyczaj długim palcem   Coyne   2019-07-19
YouTube i szarlataneria leczenia raka dietą   Novella   2019-07-18
“Współczesny” Homo sapiens mógł być w Eurazji aż 210 tysięcy lat temu   Coyne   2019-07-17
Hodowanie mini-mózgów z komórek macierzystych   Novella   2019-07-15
Szczepionka HPV działa. Koniec kropka     2019-07-13
Efekt przechodnia   Novella   2019-07-11
Prątkiem w raka, czyli co ma gruźlica do raka pęcherza   Łopatniuk   2019-07-06
Opowieści o nauce zastępują fikcję w Teatrze Narodowym Ugandy   Ongu   2019-07-05
Pleśń w przestrzeni kosmicznej   Novella   2019-07-03
Pterozaury: Czy umiały latać od razu po wykluciu się?   Coyne   2019-07-02
Ludziom rosną rogi? – Złe informowanie o nauce   Novella   2019-07-01
Przemysł ”wellness”   Novella   2019-06-28
Nazywanie zmiany klimatu ”katastrofalną” utrudnia znalezienie realnych odpowiedzi   Lomborg   2019-06-26
Olbrzymie straszyki mają zostać ponownie wprowadzone na wyspę Lord Howe   Coyne   2019-06-25
Amonit (i masa innych stworzeń) znaleziona w birmańskim bursztynie   Coyne   2019-06-21
Ślubowanie o zniesieniu grzechu   Ridley   2019-06-20
Nowe informacje o dzieciach CRISPR   Novella   2019-06-17
Słonie mają fantastyczny węch (lepszy niż psy): są jedynymi zwierzętami, które potrafią rozróżnić inne ilości pokarmu tylko po zapachu   Coyne   2019-06-14
Indyjscy farmerzy wysiali ziarna GMO w proteście obywatelskiego nieposłuszeństwa     2019-06-13
Chcąc zadowolić antyaborcjonistów administracja Trumpa tnie finansowanie badań medycznych przy użyciu tkanki płodowej   Coyne   2019-06-11
Triumf Mao: Światowa Organizacja Zdrowia oficjalnie akceptuje szarlatanerię tradycyjnej chińskiej medycyny     2019-06-04
Ale jak to bezbarwnikowy?   Łopatniuk   2019-06-01
Na zdrowie: izraelscy naukowcy warzą piwo na ”wskrzeszonych” drożdżach sprzed 5000 lat     2019-05-31
Skąd wiemy to, co wiemy?   Novella   2019-05-28
Samice bonobo (ale nie samice szympansów) pomagają swoim synom w zdobywaniu partnerek   Coyne   2019-05-25
Dlaczego ludzie sprzeciwiają się technologiom, które zmniejszają szkody?   Ridley   2019-05-24
Nowa praca o nielotnych chruścielach rażąco przesadzona i wypaczona w popularnych mediach   Coyne   2019-05-22
Trenowanie sztucznej inteligencji, żeby widziała jak człowiek   Novella   2019-05-21
A polać wielką wodą…   Cipiur   2019-05-18
Wykrywanie kłamstw w mózgu   Novella   2019-05-17
Walka o zachowanie bioróżnorodności   Ridley   2019-05-15
Niezwykły przypadek mimikry: skaczący pająk naśladuje gąsienicę   Coyne   2019-05-14
Selektywnie stosowana koncepcja tabula rasa i ideologicznie motywowane nieporozumienia   Cory Clark   2019-05-09
Dlaczego szarlatani nie powinni nadzorować sami siebie     2019-05-08
Kiedy naukowcy nie tolerują odmiennego zdania   Weber   2019-05-07
Przegapione odkrycia w historii nauki   Ridley   2019-05-02
W obronie scjentyzmu   Winegard   2019-04-30

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

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



Arabowie



Roboty będą uprawiać ziemię



Sumienie, czyli moralność bez smyczy



Skomplikowana ewolucja



Argument neuroróżnorodności



Nowe badanie pamięci długotrwałej


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