De Beadle en Tatum One Gene-One Enzym Hypothese, voorgesteld in de jaren 1940, was een baanbrekend idee in genetica. Het verklaarde dat elk gen direct de productie van een enkel enzym regelt, dat op zijn beurt een specifieke metabole functie bepaalt. Dit eenvoudige en elegante model hielp een revolutie teweeg te brengen in ons begrip van hoe genen werken, maar het is sindsdien om verschillende redenen aangepast:

1. Eén gen - één polypeptide:

* Meerdere subeenheden: Veel enzymen zijn samengesteld uit meerdere polypeptideketens. Een enkel gen kan slechts één polypeptideketen coderen, wat betekent dat een enkel gen kan bijdragen aan de vorming van een enzym met meerdere subeenheden.

* Niet-enzymeiwitten: Niet alle genencode voor enzymen. Veel genen coderen voor structurele eiwitten, regulerende eiwitten of andere soorten eiwitten die de reacties niet direct katalyseren.

2. Eén gen - Meerdere producten:

* Alternatieve splicing: Een enkel gen kan meerdere mRNA -transcripten produceren, elk met een andere combinatie van exons, wat leidt tot de productie van verschillende eiwitisovormen.

* Post-translationele wijzigingen: Eiwitten kunnen na vertaling verschillende modificaties ondergaan, zoals fosforylering, glycosylatie of acetylering, die hun activiteit en functie kunnen veranderen. Deze modificaties kunnen worden beïnvloed door meerdere factoren, niet alleen het gen zelf.

3. Complexe genregulatie:

* genexpressie is gereguleerd: De expressie van genen is sterk gereguleerd, met vele factoren die de hoeveelheid eiwit beïnvloeden die wordt geproduceerd uit een enkel gen. Deze factoren omvatten transcriptiefactoren, microRNA's en omgevingssignalen.

* epigenetica: Veranderingen in genexpressie kunnen optreden zonder veranderingen in de DNA -sequentie zelf, door mechanismen zoals DNA -methylatie of histon -modificaties. Deze epigenetische veranderingen kunnen de activiteit van een gen en het eiwitproduct beïnvloeden.

4. Genetische interacties:

* Multi-genen paden: Veel biologische processen worden gecontroleerd door meerdere genen die interageren in complexe routes. Een enkel gen kan de expressie of functie van andere genen beïnvloeden, wat leidt tot een cascade van effecten.

* Pleiotropy: Een enkel gen kan meerdere eigenschappen beïnvloeden, wat betekent dat de mutatie ervan verschillende fenotypische gevolgen kan hebben.

Samenvattend:

Hoewel de ene gen-één enzymhypothese een waardevol startpunt bood, is de realiteit van genfunctie veel complexer. Genen kunnen coderen voor meerdere eiwitproducten, ondergaan complexe regulatie en interageren met elkaar in ingewikkelde netwerken. Deze complexiteit maakt genetica tot zo'n fascinerend en uitdagend studiegebied.