Barbara McClintock: ennek az amerikai tudósnak az életrajza és hozzájárulásai

Bár az 1930-as években már gyanítható volt, hogy a kromoszómák géneket, a genetikai anyag darabjait tartalmazzák, amelyek azt kódolják, hogy kik vagyunk, ez empirikusan nem bizonyított. Sokan próbálkoztak, de senki sem talált vizuális bizonyítékot a kromoszóma-gén kapcsolatra.

Ám megérkezett Barbara McClintock, aki saját maga által termesztett kukoricanövényeivel ezt bizonyítani tudja, annak ellenére, hogy sokan pusztán genetikus légkörű botanikusnak látták.

Ennek a kutatónak az alakja egy olyan személy, akit a korához képest fejlettsége miatt félreértettek. A következőkben megtudjuk, mit élt át a története Barbara McClintock életrajza, amelyben látni fogjuk, miért volt olyan fontos a genetika története szempontjából.

• Kapcsolódó cikk: "Rosalind Franklin: ennek a brit kémikusnak az életrajza és hozzájárulásai"

Barbara McClintock rövid életrajza

Barbara McClintock citogenetikára szakosodott amerikai tudós volt, akit 1983-ban orvosi és élettani Nobel-díjjal tüntettek ki.lévén a hetedik nő, aki ilyen elismerésben részesült.

Munkájuk pontosan megválaszolta az 1930-as évek legérdekesebb kérdését: a sejt milyen szerkezetében találhatók gének? McClintock kutatásai doktoranduszával, Harriet Creightonnal együtt arra szolgáltak, hogy empirikusan igazolják, hogy a gének a kromoszómákon helyezkednek el. Kukoricanövényekkel végzett munkája először biztosított vizuális kapcsolat bizonyos öröklött tulajdonságok és azok kromoszómákon való alapja között.

Kutatásaik azt is megállapították, hogy a gének nem mindig ugyanazt a helyet foglalják el a kromoszómában. McClintock felfedezte a gének transzpozícióját, ami ütközött korának gondolatával, miszerint a genetikai anyag statikus volt. Ez tehát az akkoriban feltételezettnél sokkal összetettebb és rugalmasabb elem, egy dinamikus struktúra, amely képes volt újraszervezni magát.

• Érdekelheti: "Gregor Mendel: A modern genetika atyjának életrajza"

Gyermekkor és serdülőkor

Barbara McClintock Hartfordban, Connecticutban (Egyesült Államok) született 1902. június 16-án.. Kezdetben Eleanor néven volt bejegyezve, de négy hónap elteltével a regisztrációt megváltoztatták arra a névre, amelyről ismerték, Barbarára. Thomas Henry McClintock orvos és Sara Handy McClintock házasságának harmadik lánya volt. Nagyobb közelséget mutatott apjához, mint anyjához, és felnőtt korukban hangsúlyozta, hogy mindketten nagyon támogattak, bár az anyjával való kapcsolata meglehetősen hideg volt.

McClintock kicsi kora óta nagy függetlenséget mutatott, amit ő maga az egyedüllét nagyszerű képességének mondana. McClintock hároméves korától az iskoláig a nagybátyjaival élt a környéken. a New York állambeli Brooklynból, hogy anyagilag segítse családját, miközben apja létrehozta a orvosi rendelő.

Középiskolai tanulmányait a brooklyni Erasmus Hall High Schoolban végezte. Fiatal korától kezdve érdeklődést mutatott a tudomány iránt, ezért úgy döntött, hogy a Cornell Egyetemen folytatja tanulmányait. Édesanyja ezt ellenezte, nem akarta, hogy lányai felsőfokú végzettséget kapjanak, mert úgy vélte, hogy ez rontja a házasságkötési esélyeiket. Ráadásul a család bizonyos anyagi problémákon ment keresztül, amelyek miatt nem tudták fizetni gyermekeik egyetemi tanulmányait.

Szerencsére Barbara McClintock tandíj fizetése nélkül járhatott a Cornell Mezőgazdasági Iskolába, és a végzettsége után középfokú végzettsége révén a munkaügyi irodában végzett munkáját a könyvtárba járásból származó autodidakta képzéssel ötvözhette. nyilvános. Végül apja közbenjárásának köszönhetően 1919-ben elkezdett járni a Cornellbe, ahol sikerei nem voltak csak akadémiai, hanem társadalmi is, első alkalommal egy diákszövetség elnökévé választották tanfolyam.

• Kapcsolódó cikk: "Genetika és viselkedés: a gének határozzák meg, hogyan cselekszünk?"

Képzés és kutatás a Cornellben

McClintock 1919-ben kezdett tanulni a Cornell School of Agriculture-ban, ahol botanikát tanult, és 1923-ban megszerezte a BSc fokozatot. Érdeklődése a genetika iránt 1921-ben ébredt fel, amikor a tárgyból az első tanfolyamra járt, amelyet C. növénynemesítő és genetikus vezetett. B. Hutchison. McClintock nagy érdeklődése miatt Hutchinson 1922-ben meghívta egy posztgraduális genetikai tanfolyamra. Ez McClintock karrierjének előtte és utána lenne, létfontosságú erőfeszítéseit a genetika elmélyítésére összpontosítva.

Mind a diploma tanulmányozása közben, mind pedig már botanikaprofesszorként, McClintockként a kukorica citogenetika akkoriban újszerű területének szentelte magát. Kutatócsoportja növénynemesítőkből és citológusokból állt, köztük Charles R. Burnham, Marcus Rhoades, George Wells Beadle és Harriet Creighton.

McClintock akkori munkájának fő célja a kukorica kromoszómák megjelenítésére és jellemzésére szolgáló technikák kidolgozása volt. Kidolgozott egy kárminfestésen alapuló technikát, hogy fénymikroszkóppal meg lehessen nézni ezeket a kromoszómákat, először mutatva meg a kukoricában lévő tíz kromoszóma alakját. E kromoszómák morfológiájának tanulmányozásával sikerült összefüggésbe hoznia a kromoszómális szegmensekkel együtt öröklődő karaktereket, és megerősítette, hogy a kromoszómák a gének otthonai.

1930-ban Barbara McClintock volt az első ember, aki leírta a homológ kromoszómák között a meiózis során fellépő keresztezéseket. Doktori disszertációját készítő hallgatójával, Harriet Creightonnal 1931-ben bemutatta, hogy kapcsolat van e meiotikus kromoszómális keresztezés és az öröklődő tulajdonságok rekombinációja között. McClintock és Creighton azt találta, hogy a kromoszóma-rekombináció és az ebből eredő fenotípus egy új tulajdonság öröklődését eredményezte.

1931 és 1932 nyarán Missouriban dolgozott a tekintélyes genetikussal, Lewis Stadlerrel., aki megmutatta neki a röntgensugarak használatát, mint mutációkat kiváltó elemet. Mutagenizált kukoricavonalak segítségével McClintock gyűrűs kromoszómákat azonosított, vagyis egyetlen besugárzott kromoszóma végeinek fuzionálásával létrejövő cirkuláris DNS-struktúrákat. Ebben az időszakban a kukorica 6. kromoszóma egy régiójában a nukleoláris szervező létezését is kimutatta, amelyről bebizonyosodott, hogy elengedhetetlen a nucleolus összeállításához.

Barbara McClintock elnyerte a Guggenheim Alapítvány ösztöndíját, amellyel az 1933-ban és 1934-ben Németországban eltöltött hat hónapos szakmai gyakorlatát fizette. Eredeti terve az volt, hogy Curt Stern genetikussal dolgozzon, egy kutatóval, aki hetekig demonstrálta a keresztezést Drosophilában (legyek). miután ő és Creighton ugyanezt csinálták a kukoricával, de úgy történt, hogy Stern ott vándorolt ​​be Amerikába pillanat. Emiatt a laboratórium, amely végül elfogadta McClintockot, Richard B. Goldschmidt.

Az akkori németországi politikai feszültség miatt, amelyben látta, hogy a nácik felemelkedése küszöbön áll, McClintock visszatért Cornellbe., ahol 1936-ig megmaradt. Abban az évben kapott adjunktusi állást a Missouri-Columbia Egyetem botanika tanszékén.

• Érdekelheti: "Különbségek a DNS és az RNS között"

Tapasztalatok Missouriban

A Missouri Egyetemen McClintock folytatta a röntgen-mutagenezis vonalát. Megfigyelte, hogy ilyen körülmények között a kromoszómák eltörtek és összeolvadtak, de az endospermiumsejtek is spontán módon megtörténtek. Kiderült, hogyan a törött kromatidák végei a DNS replikáció után a mitózis fázisában összekapcsolódtak.

Pontosabban, az anafázisban a törött kromoszómák kromatidhidat alkottak, amely eltűnt, amikor a kromatidák a sejtpólusok felé mozdultak. Ezek a szakadások eltűntek, egyesüléseket alkotva a következő mitózis interfázisában, megismétli a ciklust és hatalmas mutációkat okoz, ami endospermium megjelenéséhez vezetett tarka.

A kromoszóma feltörésének, egyesülésének és áthidalásának ezt a ciklusát akkoriban döntő felfedezésnek tekintették.. Először is, mert kimutatta, hogy a kromoszómakötés nem véletlenszerű folyamat, másodszor pedig azért, mert azonosította a nagy léptékű mutációk kialakulásának mechanizmusát. Valójában ez a megállapítás annyira fontos, hogy még ma is használják, különösen a rákkutatásban.

Noha kutatásai során nagyon zöld hajtásokat hozott Missouri államban, McClintock egyáltalán nem volt elégedett a helyzetével. Kizártnak érezte magát a tantestületi értekezletekről, és nem értesítették más intézmények megüresedéseiről. Annak ellenére, hogy kezdetben nagy támogatást kapott társaitól, a tanulmányi versenyképesség és az hogy független és magányos nő volt, minden alkalommal elidegenítette nyomozásaiban plusz.

Ez egy kellemetlen anekdota, amely megmutatja, milyen kevéssé becsülték őt néhány társai 1936-ban egy azonos nevű és vezetéknevű nő eljegyzési bejelentése jelent meg a újságok. Ezt a nőt összetévesztve vele, osztályvezetője megfenyegette, hogy kirúgja, ha férjhez megy. McClintock ekkor már az Amerikai Genetikai Társaság alelnöke volt.

McClintock elvesztette a bizalmát koordinátora, Stadler és a Missouri Egyetem adminisztrációja iránt. Ezért, amikor 1941-ben meghívást kapott a Cold Spring Harbor Laboratórium Genetikai Tanszékének igazgatójától, hogy ott töltse a nyarat, azonnal elfogadta. Azért csinálta, hogy munkát keressen Missouritól eltérő helyen, és szerencsét próbáljon.

Szintén ebben az időben fogadta el a vendégprofesszori állást a Columbia Egyetemen, ahol kollégája, Marcus Rhoades professzor volt. Felajánlotta, hogy megosztja kutatási irányát Long Island-i Cold Spring Harborral. 1941 decemberében felajánlották neki kutatói pozíció a Cold Spring Harbor Laboratory-ban, amely a Washingtoni Carnegie Intézet Genetikai Tanszékéhez tartozik. a végén elfogadnám.

• Kapcsolódó cikk: "Kromoszómák: mik ezek, jellemzőik és hogyan működnek"

Vizsgálatok Cold Spring Harborban

Miután egy év részmunkaidőben dolgozott a Cold Spring Harbornál, Barbara McClintock teljes munkaidős nyomozói állást fogadott el a Cold Spring Harborban. Ott folytatta munkáját a szakadás-összeolvadás-híd cikluson, ami rendkívül termékeny időszak a tudományos publikációkban.

E termékeny nyomozások miatt McClintock 1944-ben akadémikusként ismerték el az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Akadémiáján, a harmadik nőként, akit megválasztottak. Egy évvel később kinevezték az Amerikai Genetikai Társaság elnökének, amilyen megtiszteltetés még sohasem volt nőnek.

George Beadle genetikus javaslatára 1944-ben citogenetikai elemzést végzett a Neurospora crassa gombán. Beadle gén-enzim kapcsolatot mutatott ki azzal, hogy először dolgozott ezzel a gombával. McClintock meghatározta a gomba kariotípusát, valamint életciklusát, és azóta N. A crassa-t modellszervezetként használják a genetikai vizsgálatokban.

• Érdekelheti: "Különbségek a mitózis és a meiózis között"

A génszabályozás felfedezése

McClintock 1944 nyarán a genetikai mozaikjelenség mögött meghúzódó biológiai mechanizmus felfedezésének szentelte, egy genetikai állapot, amely miatt ugyanazon kalász magjai eltérő színűek lettek. Két helyet talált a kromoszómákon (lókuszban), amelyeket „Disssociator”-nak (Ds) és „Activator”-nak (Ac) nevezett el. A Ds összefüggésben volt a kromoszómatöréssel, azon túlmenően, hogy befolyásolta a közeli gének aktivitását, amikor Ac volt jelen. 1948-ban felfedezte, hogy mindkét lókusz transzponálható elem, amely megváltoztathatja a helyét a kromoszómában.

McClintock az Ac és Ds transzpozíciójának hatásait tanulmányozta a kukoricaszemek színezési mintáinak elemzése a keresztezések generációi során. Megfigyelései alapján arra a következtetésre jutott, hogy az Ac szabályozza a Ds transzpozícióját a 9-es kromoszómán, és ennek transzpozíciója okozta a kromoszóma lebomlását.

Amikor a Ds mozog, az aleuron (kukoricamag) színét meghatározó gén expresszálódik, mivel a Ds elnyomó hatása megszűnik, és ennek következtében szín jelenik meg. Ez az átültetés véletlenszerű, ami azt jelenti, hogy nem lesz hatással az összes sejtre, ami megmagyarázza, hogy miért fordul elő mozaik a terméketlenségben. McClintock azt is megállapította, hogy a Ds transzpozícióját az Ac másolatainak száma határozza meg.

Az 50-es évek évtizedében kidolgozott egy hipotézist, amely elmagyarázza, hogy az áthelyezhető elemek hogyan szabályozzák a gének működését, gátolják vagy modulálják azokat. A Ds-t és az Ac-t vezérlőegységként vagy szabályozó elemként határozta meg, hogy egyértelműen elkülönítse őket a génektől. Ezzel azt feltételezte, hogy a génszabályozás magyarázatot adhat arra, hogy a többsejtű szervezetek miként tudják diverzifikálni az egyes sejtek jellemzőit, annak ellenére, hogy genomjuk azonos. Ez az elképzelés teljesen megváltoztatta a genom fogalmát, amelyet addig pusztán statikus utasítások halmazaként értelmeztek.

McClintock génszabályozási és vezérlőelemekkel kapcsolatos munkája olyan összetett és újszerű volt, hogy a tudományos közösség többi tagja némileg gyanakodva fogadta felfedezéseit. Valójában ő maga a tanácstalanság és az ellenségeskedés keverékeként írta le ezt a választ. Ennek ellenére McClintock továbbment, és folytatta a nyomozást.

Később azonosított egy új szabályozó elemet, a "Supressor-mutator" (Spm) nevet, amely bár hasonló volt az Ac-hez és a Ds-hez, összetettebb funkciókat lát el. Tekintettel azonban a tudományos közösség akkori reakcióira és McClintock felfogására hogy eltávolodott a mainstream tudománytól, ezért abbahagyta a publikálását eredmények.

Elismerések és az elmúlt évek

1967-ben McClintock nyugdíjba vonult a Carnegie Intézetnél., mivel ugyanannak a kitüntetett tagjának nevezték el. Ez a megkülönböztetés lehetővé tette számára, hogy emeritusként dolgozzon tovább a Cold Spring Harbor Laboratory-ban végzős diáktársaival együtt. Valójában halála napjáig a laboratórium tagja maradt.

1973-ban bevallotta, miért döntött úgy, hogy nem publikálja tovább a szabályozási elemekkel kapcsolatos megállapításait, annak ellenére, hogy önállóan folytatta a vizsgálatot. Megjegyezte, hogy a laborban szerzett tapasztalatai miatt nagyon nehéz egy másik embert tudatosítani a kimondatlan feltételezéseiben. Úgy vélte, hogy sok tudós megrögzött elképzelései miatt bizonyos előrelépéseket nem lehet egy adott pillanatban megosztani, mivel a kritika biztos lesz. Meg kell várnia a koncepcionális változás bekövetkeztét, és azt a megfelelő időben közölnie kell.

Tapasztalata erőt adott az ezzel kapcsolatos véleményében, Évtizedekbe telt, mire megállapításaikat figyelembe vették. Barbara McClintock munkásságát csak akkor értékelték teljes mértékben, amikor az 1960-as években François Jacob és Jacques Monod genetikusok hasonló következtetésekre jutottak. vonatkozó tanulmányok, amelyeket egy 1961-es „Genetikai szabályozási mechanizmusok a fehérjék szintézisében” című munkában mutattak be. fehérjék”). McClintock elolvasta a munkát, és összevetette megállapításait a franciák által felvetettekkel.

Szerencsére, McClintock végre széles körben elismert munkájáért. Az átültetés felfedezését nagyra értékelték, amikor ugyanezt a folyamatot más szerzők leírták baktériumokkal és élesztőgombákkal kapcsolatban az 1960-as és 1970-es években. A 70-es években az Ac-t és a D-t klónozták, ami azt mutatta, hogy II. osztályú transzpozonok.

Az Ac egy teljes transzpozon, szekvenciájában funkcionális transzpozázt kódol, amely lehetővé teszi az elem mozgását a genomon keresztül. Ehelyett a Ds a transzpozáz nem funkcionális, mutált változatát kódolja, és Ac jelenlétét igényli a genomba való beugráshoz, ami megfelel McClintock funkcionális leírásának. Későbbi tanulmányok kimutatták, hogy ezek a szekvenciák nem mozognak, ha nincsenek hangsúlyozva, például megszakadnak besugárzással vagy mással, ezért aktiválása evolúciós forrást jelenthet változékonyság.

McClintock megértették ezen ágensek evolúciós ágensek szerepét, mielőtt még más tudósok is gyanították volna. Valójában ma az Ac / Ds rendszert mutagenezis eszközként használják növényekben, ismeretlen funkciójú gének jellemzésére és a kukoricától eltérő fajokban.

Barbara annak köszönhető, hogy végre felismerték eredményeinek igazságát és a botanikán túl is alkalmazható munkájának értékét. McClintock 1983-ban kapta meg az élettani Nobel-díjat, a hetedik nőként, aki megkapta, és más alkalmaktól eltérően csak egy alkalommal vehette át. személy. Normális esetben a tudományos Nobel-díjat kutatócsoportok kapják, de mivel McClintocknak ​​élete nagy részében önálló vállalkozónak kellett lennie, az elismerés egyedül őt illeti.

Barbara McClintock természetes halállal halt meg 1992. szeptember 2-án a Huntington Kórházban, a Cold Spring Harbor Laboratory közelében, ahol annyi pillanatot élt át. Kilencven éves volt, és úgy ment el, hogy nem hagyott utódokat, vagy hogy valaha is megnősült volna?