Prawda

Czwartek, 30 czerwca 2022 - 16:29

« 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 1307 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Niech Moc będzie z pszczołą   Júnior   2022-06-28
Dramatyczny wzrost cen paliw kopalnych jest bolesny, ale daje niewielkie korzyści w walce z globalnym ociepleniem   Lomborg   2022-06-25
Efekt grupy – paskudny błąd poznawczy   Novella   2022-06-22
Nasiona z edytowanymi genomami będą miały przystępną cenę   Maina   2022-06-15
„Zapylisz mnie!”: nachalni bohaterowie świata roślin   Júnior   2022-06-11
Agroekologia zmienia biednych farmerów w biedniejszych   Muhumuza   2022-06-09
Kartofel z Matką Boską w jednej klapie i Karolem Marksem w drugiej   Koraszewski   2022-06-06
Jak nasze wspomnienia są powiązane   Novella   2022-06-04
Wielka Brytania dąży do zezwolenia na edytowanie genów   Novella   2022-06-02
„Grubogłowi przedsiębiorcy pogrzebowi w noc żywych trupów”   Júnior   2022-05-31
Coraz mniejsza część głównych plonów roślin jadalnych na świecie idzie na wyżywienie głodnych, a coraz więcej wykorzystuje się do celów niespożywczych     2022-05-28
Naukowiec z Ghany: “Afryka potrzebuje GMO bardziej niż reszta świata”   Gakpo   2022-05-26
GMO i edytowanie genów: jaka jest różnica?   Karavolias   2022-05-23
Toksyczny nektar, czyli ostrożnie z tureckim miodem   Júnior   2022-05-20
Kolejna nieudana i podyktowana ideologią próba wykazania, że płeć u ludzi nie jest binarna   Coyne   2022-05-18
Brian Charlesworth o błędach nowego artykułu rzekomo pokazującego, że fundamentalne założenie ewolucji neodarwinowskiej jest błędne   Coyne   2022-05-16
Trutnie i inni fruwający panowie   Junior   2022-05-13
Wygnanie z uniwersyteckiego świata – dwa lata później   Winegard   2022-05-10
Życie kwitnące po śmierci   Junior   2022-05-05
Organiczne środki owadobójcze są szkodliwe dla pożytecznych owadów     2022-04-30
Oxitec rozszerza próby z komarami GMO, by zredukować szerzenie się malarii   Conrow   2022-04-28
Słowa w wosku zapisane   Tonhasca Junior   2022-04-26
Rodzice, szkoła, państwo: kultura niskich oczekiwań   Koraszewski   2022-04-25
Nowoczesne ulepszanie roślin uprawnych przyjmuje historyczne podejście   Karavolias   2022-04-20
Pierwsza spożywcza roślina GMO w Ghanie   Baffour-Awuah   2022-04-16
Indie zwalniają edytowanie genów z wymaganej dla GMO oceny bezpieczeństwa   Paranjape   2022-04-11
Metamorfozy    Júnior   2022-04-09
Rolnicy nie mogą uprawiać tego, na co ich nie stać   Ongu   2022-04-07
Rośliny zmodyfikowane: odkłamać opinię o GMO   Conrow   2022-04-07
Odmowa szczelinowania jest szaleństwem   Ridley   2022-04-02
Jak wirusy chorób układu oddechowego ewoluują, by stać się łagodniejsze   Ridley   2022-03-22
Czy globalne ocieplenie może być dla nas dobre?   Ridley   2022-03-03
Południowa Afryka powinna przemyśleć regulacje dotyczące genetycznie modyfikowanych roślin   i Priyen Pillay   2022-03-01
Dlaczego środowiskowcy stanowią większą przeszkodę dla skutecznej polityki klimatycznej niż negacjoniści?   Boudry   2022-02-21
O figach i osach   Júnior   2022-02-18
Pień liczący 40 tysięcy lat przekazany Maorysom zamiast nauce   Coyne   2022-02-14
Propaganda anty-GMO obraża drobnych farmerów w Afryce i w Azji   Gakpo   2022-02-08
Jak “tubylcza medycyna” różni się od medycyny   Coyne   2022-02-07
Biotechnologia podnosi plony wysokobiałkowego afrykańskiego pochrzynu   Wetaya   2022-02-04
Spadanie w przepaść   Turski   2022-01-27
Czy koniki morskie coś nam mówią o LGBT? Błąd naturalistyczny popełniony przez Sussex Wildlife Trust   Coyne   2022-01-25
Ojczyznę wolną (od GMO) zachowują pany   Koraszewski   2022-01-22
Namawianie roślin, żeby podjęły ryzyko   Karavolias   2022-01-20
Czy uczenie się metodą prób i błędów jest „nauką”?   Coyne   2022-01-14
Czy gaz i energia jądrowa są “zielone”   Novella   2022-01-12
Ptasia grypa w czasach ludzkiej zarazy   Collins   2022-01-11
Rasa jest kontinuum. Płeć jest cholernie binarna   Dawkins   2022-01-10
Komiczne krzyki o klimatycznej Apokalipsie –— 50 lat nieuzasadnionego siania paniki   Lomborg   2022-01-06
Gnidy, o których PIS ci nie powie   Koraszewski   2022-01-05
Niebezpieczeństwo upolitycznienia nauki   Krylov   2022-01-01
Specjalne przesłanie do muzułmanów na całym świecie   Pandavar   2021-12-28
Nowe badania pokazują, że kraje rozwijające się płacą wysoką cenę za ograniczanie upraw roślin GMO   Maina   2021-12-25
Jajo, które wywołało sensację   Koraszewski   2021-12-24
Pięć powodów zakończenia debaty o GMO   Evanea   2021-12-16
Richard Dawkins pisze do “przyjaciół nauki i rozumu” w Nowej Zelandii   Coyne   2021-12-14
 Syntetyczna biologia oferuje obietnicę rozwiązania globalnego problemu z plastikiem   Agaba   2021-12-13
Nigeria wzywa Afrykę, by szła w jej ślady w sprawie GM wspięgi wężowatej   Opoku Gakpo   2021-12-09
Małe nietoperze idą do przedszkola   Koraszewski   2021-12-06
Afrykańscy naukowcy wzywają do polityki poparcia biologii syntetycznej i innych innowacji   Agaba   2021-12-02
Uprawy GMO zredukowały zatrucia farmerów pestycydami   Maina   2021-11-27
Czy genetyka może pomóc wyeliminować nierówność?   Coyne   2021-11-26
Matematyka i prawdziwa historia katastrofy klimatycznej   Lomborg   2021-11-24
Nigeria daje zielone światło kukurydzy GMO   Conrow   2021-11-22
Ugandyjscy studenci nalegają na powszechne stosowanie biotechnologii i uchwalenie prawa o biobezpieczeństwie   Agaba   2021-11-17
Organiczny eksperyment Sri Lanki   Novella   2021-11-16
Ruanda skwapliwie przyjmuje biotechnologię poprzez ekspansję OFAB   Meeme   2021-11-12
Sprzeciw wobec anulowania Huxleya   Coyne   2021-11-05
Farmerka z Kenii zbiera obfity plon z bawełny GM   Meeme   2021-11-04
Czarni uczeni i nauka o rasizmie   Koraszewski   2021-11-03
Kłusownictwo narzuca na słonie dobór w kierunku ewolucji słoni bez ciosów   Coyne   2021-11-01
Marnujemy naszą wielką szansę na edytowanie genów   Ridely   2021-10-29
“Czarne tygrysy” w małym indyjskim rezerwacie sugerują losowy dryf genetyczny   Coyne   2021-10-26
Wytwarzanie białek w roślinach przez rolnictwo molekularne   Novella   2021-10-20
Strzelby, zarazki, maszyny to zdecydowanie antyrasistowska książka. Dlaczego lewica jej nie kocha?   Barnett   2021-10-13
Nigeryjscy farmerzy nie mogą się doczekać wystarczających ilości GM nasion wspięgi wężowatej   Gakpo   2021-10-12
Dobór płciowy versus dobór naturalny: na przykładzie chrząszczy   Coyne   2021-10-08
Edytowanie genów kluczem do ulepszenia podstawowych upraw w Afryce   Abugu   2021-10-01
Bakłażan GMO jest udokumentowaną wygraną ubogich farmerów   Conrow   2021-09-23
O Jezu, wskrzeszają mamuta!   Koraszewski   2021-09-17
Wszystkie antyizraelskie wiadomości zasługują na publikację   Bard   2021-09-04
Tożsamość etniczna i rasa   Coyne   2021-08-30
Środowiskowcy mylili się – nie stoimy przed apokalipsą owadów   Ridley   2021-08-13
Czy znaleziono najstarszy dowód na istnienie zwierzęcia? Nowa gąbko-podobna skamieniałość liczy 890 milionów lat   Coyne   2021-08-11
Psy rozumieją ludzi   Novella   2021-08-06
Nowy start nauki o życiu w epoce genu   Ridley   2021-08-05
Użycie ognia przez homininy: przykład szybkiej ewolucji kulturowej?   Coyne   2021-08-04
Historia pandemii jest historią zaprzeczania   Jackoby   2021-07-27
Nieuchwytny neuron babci   Novella   2021-07-22
Cierpienie i pytanie, czy przestaniemy jeść mięso   Koraszewski   2021-07-14
Czy nadchodzi hydroponika?   Novella   2021-07-13
Raport Unii Europejskiej o glifosacie   Novella   2021-07-10
Dlaczego ideologii nie należy mieszać z nauką   Coyne   2021-06-30
Nagonka na Izrael grasuje w stowarzyszeniach nauk ścisłych, medycyny i edukacji   Chesler   2021-06-24
Szczęśliwi pracoholicy   Witkowski   2021-06-03
Propaganda w wykonaniu nauczycieli akademickich   Chesler   2021-06-02
Ewolucja wielokomórkowości   Novella   2021-05-07
Polityczna polaryzacja jest przesadzona   Novella   2021-05-04
Wrotki były kiedyś sztandarową grupą istot bez seksu, a teraz sądzi się, że ukradkiem odstawiają szybkie numerki   Coyne   2021-04-22
Błędna historia antykolonializmu   Tupy   2021-04-21
Mayflower wyrusza w podróż raz jeszcze   Koraszewski   2021-04-19

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

„Przebudzeni”


Pod sztandarem


Wielki przekret


Łamanie praw człowieka


Jason Hill


Dlaczego BIden


Korzenie kryzysu energetycznego



Obietnica



Pytanie bez odpowiedzi



Bohaterzy chińskiego narodu



Naukowcy Unii Europejskiej



Teoria Rasy



Przekupieni



Heretycki impuls



Nie klanial



Cervantes



Wojaki Chrystusa



 Palestyńskie weto



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


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