Edward Tatum — Nobel-palkittu geneetikko ja geeni–entsyymi-hypoteesi

Edward Tatum — Nobel-palkittu geneetikko. Hän muotoili "yksi geeni, yksi entsyymi" -hypoteesin (1958 palkinto) ja avasi bakteerigenetiikan. Lue elämä ja vaikutus genetiikkaan.

Edward Lawrie Tatum (14. joulukuuta 1909 - 5. marraskuuta 1975) oli yhdysvaltalainen geneetikko. Hän oli yksi 1900-luvun keskeisistä tutkijoista, joiden työ loi perustan modernille molekyyligenetiikalle ja biokemialliselle genetiikalle. Tatumin tutkimukset yhdistivät perinteisen perinnöllisyystieteen ja biokemian tavalla, joka auttoi selventämään, miten geenit määräävät solun toimintaa.

Hän jakoi puolet fysiologian tai lääketieteen Nobel-palkinnosta vuonna 1958 George Beadlen kanssa osoittamalla, että geenit ohjaavat aineenvaihdunnan yksittäisiä vaiheita. Toinen puoli palkinnosta meni Joshua Lederbergille. Nobel-palkinto myönnettiin työlle, joka yhdisti mutaatiot fenotyyppisiin muutoksiin ja osoitti konkreettisen yhteyden geenien ja entsyymien välillä.

Tutkimustyö ja "yksi geeni, yksi entsyymi" -hypoteesi

Beadlen ja Tatumin kokeet altistivat leipähomeen Neurospora crassan röntgensäteilylle, mikä aiheutti mutaatioita. He osoittivat, että mutaatiot aiheuttivat muutoksia tietyissä entsyymeissä, jotka osallistuvat aineenvaihduntareitteihin. Näissä kokeissa eroteltiin niin sanottuja auxotrofeja—mutantteja, jotka eivät pystyneet kasvamaan mineraalipohjaisella vähimmäisravintomedialla ilman tiettyä lisäravinnetta—ja määritettiin, minkä biosynteettisen reitin vaihe oli katkennut. Nämä kokeet, jotka julkaistiin vuonna 1941, saivat heidät ehdottamaan suoraa yhteyttä geenien ja entsymaattisten reaktioiden välille, mikä tunnetaan nimellä "yksi geeni, yksi entsyymi" -hypoteesi. Tämä ajatus oli tärkeä askel kohti käsitystä siitä, että geenit koodaavat proteiineja (entsyymejä) ja siten vaikuttavat solun kemiallisiin reaktioihin.

Myöhemmin hypoteesia on tarkennettu: nykyinen ymmärrys korostaa, että yksi geeni vastaa yleensä yhtä polypeptidiketjua tai proteiinin alayksikköä, ja että proteiinit voivat olla usean geenin tuotosten monimutkaisia yhdistelmiä. Kuitenkin Beadlen ja Tatumin työllä oli ratkaiseva rooli genetiikan ja biokemian yhdistämisessä sekä myöhemmässä DNA:n ja proteiinisynteesin mekanismien tutkimuksessa.

Bakteerigenetiikka ja rekombinaatio

Tatum jatkoi bakteerien genetiikan tutkimista. Tatum ja hänen oppilaansa Lederberg osoittivat, että Escherichia coli voi jakaa geneettistä tietoa rekombinaation avulla. Tämä osoitti, että bakteeritkin voivat vaihtaa perinnöllistä materiaalia ja tuottaa uusia geneettisiä yhdistelmiä, mikä muutti käsitystä bakteerien lisääntymisestä ja periytymisestä. Myöhemmät tutkimukset tarkensivat, millä tavoilla geeninsiirto tapahtuu (esim. konjugaatio, transformaatiot ja transduktio) ja miten nämä prosessit vaikuttavat mikrobipopulaatioiden evoluutioon sekä antibioottiresistenssin leviämiseen.

Ura ja elämä

Ed Tatum syntyi Boulderissa, Coloradossa. Hän opiskeli Chicagon yliopistossa ja väitteli tohtoriksi biokemiasta Wisconsin-Madisonin yliopistossa vuonna 1934. Vuodesta 1937 alkaen hän työskenteli Stanfordin yliopistossa, jossa hän aloitti yhteistyön Beadlen kanssa. Sitten hän siirtyi Yalen yliopistoon vuonna 1945, jossa hän oli Lederbergin mentori. Hän palasi Stanfordiin vuonna 1948 ja liittyi sitten Rockefeller-instituutin tiedekuntaan vuonna 1957. Uransa aikana Tatum toimi opettajana ja mentorina monille tuleville geneetikoille ja biokemisteille sekä julkaisi useita merkittäviä tutkimuspapereita.

Henkilökohtainen elämä ja kuolema: Hän tupakoi paljon ja kuoli New Yorkissa sydämen vajaatoimintaan, johon liittyi krooninen keuhkolaajentuma, vuonna 1975 65 vuoden iässä.

Perintö ja merkitys

Tatumin työ vaikutti syvästi biologian eri aloihin. "Yksi geeni, yksi entsyymi" -ajatus oli käynnistävä tekijä siirryttäessä perinteisestä genetisestä analyysistä kohti molekyylitasoista ymmärrystä geenien toiminnasta. Hänen ja Beadlen tutkimuksensa antoivat työkaluja ja käsitteitä, jotka myöhemmin mahdollistivat DNA:n rakenteen ja toiminnan selvittämisen sekä molekyylibiologian ja bioteknologian nopean kehityksen. Tatum muistetaan myös tärkeänä opettajana ja tutkijana, jonka työ vaikutti tutkijapolviin ympäri maailmaa.

• Nobel-palkinto 1958: jaettu tunnustus geneettisen tiedon ja aineenvaihdunnan yhteyden osoittamisesta.
• Vaikutus: perusti osin molekyyligenetiikan ja biokemian risteysalueen, joka johti mm. proteiinisynteesin ja geenien ilmentymisen mekanismien laajempaan ymmärtämiseen.

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Kuka oli Edward Lawrie Tatum?

K: Mistä hän sai Nobel-palkinnon?

K: Miten he osoittivat tämän hypoteesin?

K: Millä nimellä heidän hypoteesinsa tunnettiin?

K: Missä Ed Tatum opiskeli?

Hae kirjaimella