एक जीन-वन एंजाइम परिकल्पना (आरेख के साथ समझाया गया)

एक जीन-वन एंजाइम परिकल्पना!

जैव रासायनिक आनुवांशिकी के विषय की शुरुआत सर आर्चीबोल्ड गैरोड (1909) के साथ हुई थी, जिसमें बताया गया था कि आवर्ती रोग अल्केप्टोन्यूरिया चयापचय में एक अंतर्निहित दोष था।

उन्होंने मेटाबोलिज्म की जन्मजात त्रुटियों के लिए एक पुस्तक लिखी जो आनुवांशिकी और जैव रसायन विज्ञान के क्लासिक्स में से एक है। उन्होंने कहा कि एक एंजाइम में दोष के कारण रोग अल्केप्टोन्यूरिया प्रकट होता है। इस प्रकार, यह आनुवांशिक आनुवंशिक दोष एक एंजाइम की कमी के कारण प्रकट होता है।

जैव रासायनिक आनुवांशिकी पर आधुनिक काम न्यूरोसपोरा (चित्र। 6.27) में जैव रासायनिक म्यूटेंट के बीडल और टाटम द्वारा खोज के साथ शुरू हुआ। स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी, कैलिफोर्निया में GW Beadle और EL Tatum ने एक्स-रे के साथ न्यूरोस्पोरा के बीजाणुओं का इलाज किया।

उन्होंने देखा कि उपचार के बाद कुछ बीजाणु सामान्य माध्यम पर बढ़ने में विफल रहते हैं। इस तरह के बीजाणु जीवित रहते हैं यदि अमीनो एसिड और विटामिन के रूप में पूरक पोषण माध्यम में जोड़ा जाता है। बीडल और टाटम ने एक तकनीक विकसित की जिसमें एक न्यूनतम माध्यम जिसमें लवण, चीनी और बायोटिन होता है जब पूरे संग्रह के लिए अमीनो एसिड और विटामिन के पूरे संग्रह के साथ जोड़ा जाता है।

यह पाया गया कि बीजाणु जिनका एक्स-रे द्वारा उत्परिवर्तन नहीं हुआ था, वे न्यूनतम माध्यम पर अंकुरित हो सकते हैं। लेकिन उत्परिवर्तित बीजाणुओं को अतिरिक्त अमीनो एसिड के साथ आपूर्ति की जानी थी, जो अब उनके लिए नहीं बनी थी।

जंगली प्रकार के न्यूरोस्पोरा क्रेसा न्यूनतम माध्यम में बढ़ेंगे और विकास के लिए किसी भी पूरक की आवश्यकता नहीं होती है। कक्षा I म्यूटेंट जीन ए (एंजाइम ए) में दोषपूर्ण हैं और इसलिए न्यूनतम माध्यम पर नहीं बढ़ सकते हैं जब तक कि ऑर्निथिन या सिट्रीलाइन या आर्जिनिन के साथ पूरक नहीं किया जाता है।

कक्षा II के म्यूटेंट जीन बी (एंजाइम बी) में दोषपूर्ण हैं और साइट्रलाइन या आर्जिनिन के साथ पूरक में विकसित होंगे। कक्षा III के म्यूटेंट जीन सी (एंजाइम सी) में दोषपूर्ण हैं और मध्यम मात्रा में आर्गिनिन के साथ विकसित होंगे।

जीन और एंजाइम के बीच संबंध को एक जीन-एक एंजाइम परिकल्पना कहा जाता था। जॉर्ज बीडल ने इन प्रयोगों के लिए ईएल टाटम के साथ चिकित्सा और शरीर विज्ञान में 1958 के नोबेल पुरस्कार का एक हिस्सा साझा किया। नीड्रोस्पोरा में एक्स-रे द्वारा मनके और टाटम ने चयापचय संबंधी कमियों को प्रेरित किया।

उन्होंने पाया कि ऐसे म्यूटेंट अमीनो एसिड या विटामिन जैसे कुछ यौगिकों को संश्लेषित करने में असमर्थ थे। ऐसे म्यूटेंट संस्कृति माध्यम पर तभी बढ़ सकते हैं जब इन यौगिकों को माध्यम से आपूर्ति की जाती है।

इसलिए, जो म्यूटेंट एक या एक से अधिक आवश्यक यौगिकों का निर्माण बंद कर देते हैं, उन्हें मूल जंगली प्रकार जो प्रोटोट्रॉफ़्स के रूप में जाना जाता है, के विपरीत पोषण संबंधी म्यूटेंट या ऑक्सोट्रोफ़ कहा जाता है।

आर्गिनिन संश्लेषण के लिए तीन ऑक्सोट्रोफ के बाद न्यूरोसोरा में अलग किया गया था:

(i) औक्सोट्रॉफ़ सी जो केवल तभी बढ़ता है जब आर्गिनिन को न्यूनतम माध्यम तक आपूर्ति की जाती है।

(ii) औक्सोट्रॉफ़ बी जो केवल तभी बढ़ता है जब साइट्रलाइन या आर्जिनिन को न्यूनतम माध्यम प्रदान किया जाता है।

(iii) ऑक्सोट्रोफ़ ए जो केवल तभी बढ़ता है जब ऑर्निथिन या सिट्रुलिन या आर्जिनिन न्यूनतम माध्यम को प्रदान किया जाता है।

इस तरह का एक अवलोकन (चित्र। 6.29) न्यूरोस्पोरा द्वारा आर्गिनिन संश्लेषण के जैव रासायनिक मार्ग का सुझाव देता है।

उपरोक्त निष्कर्षों के आधार पर, उन्होंने एक जीन-एक एंजाइम परिकल्पना दी जो बताती है कि एक जीन एक एंजाइम को संश्लेषित करता है जो एक जैव रासायनिक प्रतिक्रिया को नियंत्रित करने के लिए जिम्मेदार है। जैसा कि यह सर्वविदित है कि एंजाइम प्रोटीन से बने होते हैं। हालांकि आरएनए के कुछ मामलों में एंजाइम गतिविधि दिखाई दे रही है।

यह भी स्पष्ट है कि सभी प्रोटीन एंजाइम के रूप में कार्य नहीं करते हैं। प्रोटीन एक या अधिक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं से बना हो सकता है। उदाहरण के लिए, हमारे रक्त के हीमोग्लोबिन में चार पॉलीपेप्टाइड चेन यानी 2 ए और 2 पी चेन होते हैं। तो अवधारणा एक जीन-एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला परिकल्पना को सत्य के अधिक निकट माना जाता है।