François Jacob | ranskalainen biologi

Tutkimus

Vuonna 1961 Jacob ja Monod tutkivat ajatusta, jonka mukaan entsyymien ilmentymistasojen hallinta soluissa on seurausta DNA-sekvenssien transkriptioon kohdistuvasta palautteesta.

Jo vuosia on tiedetty, että bakteerit ja muut solut voivat reagoida ulkoisiin olosuhteisiin säätelemällä keskeisten aineenvaihduntaentsyymiensä tasoja ja/tai niiden aktiivisuutta.

Jos bakteeri esimerkiksi joutuu liemeen, joka sisältää laktoosia eikä yksinkertaisempaa sokeria glukoosia, sen on sopeuduttava siihen:

1. tuoda laktoosia,
2. pilkkoa laktoosi sen ainesosiksi glukoosiksi ja galaktoosiksi ja
3. muuntaa galaktoosin glukoosiksi.

Tiedettiin, että solujen entsyymit lisääntyvät näissä vaiheissa, kun ne altistuvat laktoosille.

DNA:ta koskevan työn myötä kävi selväksi, että kaikki proteiinit tuotetaan geneettisestä koodista. Jacob ja Monod osoittivat, että E. coli -bakteerissa on erityisiä proteiineja, jotka tukahduttavat DNA:n transkriptiota sen tuotteeksi (RNA. Tämä vähentää näiden tiettyjen entsyymien tuotantoa.

Lac-repressori

Lac-repressori on DNA:ta sitova proteiini, joka estää laktaasientsyymiä koodaavien geenien ilmentymisen. Repressori on aktiivinen laktoosin puuttuessa.

Tätä repressoria (lac-repressori) valmistetaan kaikissa soluissa. Se sitoutuu suoraan DNA:han kontrolloimiensa geenien kohdalla ja estää fyysisesti transkription. Kun laktoosia tulee saataville, se muuttuu allolaktoosiksi, joka estää lac-repressorin DNA:n sitoutumiskyvyn.

Näin saadaan luotua vankka takaisinkytkentä, jonka ansiosta laktoosia pilkkovia entsyymejä valmistetaan vain silloin, kun niitä tarvitaan.

Geenien toiminnan säätelystä on kehittynyt hyvin laaja molekyylibiologian osa-alue. Mekanismeja on monia ja niiden monimutkaisuus on monitasoista. Nykyiset tutkijat löytävät säätelytapahtumia geneettistä informaatiota ilmentävien prosessien jokaiselta tasolta. Leipurinhiivan (Saccharomyces cerevisiae) suhteellisen yksinkertaisessa genomissa 405 sen 6 419 proteiinia koodaavasta geenistä osallistuu suoraan transkriptionaaliseen säätelyyn, kun taas 1 938 geeniä on entsyymejä.

Kirjat

• Sexuality and the genetics of bacteria, kirjoittaneet E.L. Wollmann ja François Jacob, julkaissut Academic Press, 1961.
• Mahdollinen ja todellinen, kirjoittanut François Jacob, julkaissut Yhdysvalloissa Pantheon Books ja Kanadassa Random House of Canada, 1982.
• Sisäinen patsas: François Jacobin omaelämäkerta, jonka Franklin Philip on kääntänyt vuoden 1987 ranskankielisestä painoksesta. Basic Books, 1988. ISBN 9780465082230; uusi painos: 9780879694760.
• Elämän logiikka, kirjoittanut François Jacob, käännetty vuoden 1976 ranskankielisestä painoksesta Princeton University Press 1993.
• Kärpäsiä, hiiriä ja ihmisiä (Of flies, mice and men), kirjoittanut François Jacob, käännetty ranskankielisestä painoksesta ja julkaissut Harvard University Press, 1998.