Barbara McClintock: Bu Amerikalı bilim insanının biyografisi ve katkıları

1930'larda kromozomların genleri, yani kim olduğumuzu kodlayan genetik materyal parçalarını barındırdığından şüphelenilse de, bu ampirik olarak kanıtlanamadı. Birçoğu denemişti, ancak hiç kimse kromozom-gen ilişkisinin görsel kanıtını bulamamıştı.

Ancak, birçoğunun onu bir genetikçi havasına sahip bir botanikçi olarak görmesine rağmen, kendi yetiştirdiği mısır bitkileriyle bunu kanıtlayabilecek olan Barbara McClintock geldi.

Bu araştırmacının figürü, zamanına göre ne kadar ileri olduğu için yanlış anlaşılmış bir kişinin figürüdür. Sonra onun hikayesinin neler yaşadığını keşfedeceğiz. Barbara McClintock'un biyografisi, burada genetik tarihi için neden bu kadar önemli olduğunu göreceğiz.

• İlgili makale: "Rosalind Franklin: bu İngiliz kimyagerin biyografisi ve katkıları"

Barbara McClintock'un Kısa Biyografisi

Barbara McClintock, 1983'te Nobel Tıp veya Fizyoloji Ödülü'ne layık görülen sitogenetik konusunda uzmanlaşmış Amerikalı bir bilim adamıydı., böyle bir tanınma alan yedinci kadın olmak.

Çalışmaları 1930'ların en ilginç sorusunu doğru bir şekilde yanıtladı: Genler hücrenin hangi yapısında bulunur? Doktora öğrencisi Harriet Creighton ile birlikte McClintock'un araştırması, genlerin kromozomlar üzerinde bulunduğunu ampirik olarak göstermeye hizmet etti. Mısır bitkileri ile yaptığı çalışma ilk kez sağladı

belirli kalıtsal özellikler ile kromozomlara dayalı temelleri arasında görsel bir bağlantı.

Araştırmaları ayrıca genlerin kromozom üzerinde her zaman aynı yeri işgal etmediğini buldu. McClintock, zamanının genetik materyalin statik olduğu fikriyle çatışan genlerin transpozisyonunu keşfetti. Bu nedenle, o zamanlar varsayıldığından çok daha karmaşık ve esnek bir unsurdu, kendini yeniden organize edebilen dinamik bir yapıydı.

• İlginizi çekebilir: "Gregor Mendel: Modern Genetiğin Babasının Biyografisi"

Çocukluk ve ergenlik

Barbara McClintock, 16 Haziran 1902'de Hartford, Connecticut'ta (Amerika Birleşik Devletleri) doğdu.. Başlangıçta Eleanor olarak kayıtlıydı, ancak dört ay sonra kayıt, adı Barbara olarak değiştirildi. Doktor Thomas Henry McClintock ve Sara Handy McClintock'un evliliğinin üçüncü kızıydı. Babasına annesinden daha fazla yakınlık gösterdi ve yetişkinliklerinde annesiyle ilişkileri oldukça soğuk olmasına rağmen her ikisinin de çok destekleyici olduğunu vurguladı.

McClintock küçüklüğünden beri büyük bağımsızlık gösterdi, kendisinin büyük bir yalnızlık yeteneği olarak tanımlayacağı bir şey. McClintock, üç yaşından okula kadar mahallede amcalarıyla birlikte yaşadı. Babası bir işyeri kurarken ailesine maddi yardımda bulunmak için Brooklyn, New York'tan muayenehane.

Orta öğrenimini Brooklyn'deki Erasmus Hall Lisesi'nde tamamladı. Küçük yaşlardan itibaren bilime ilgi gösterdi ve eğitimine Cornell Üniversitesi'nde devam etmeye karar verdi. Annesi buna karşı çıktı, kızlarının yüksek öğrenim görmelerini istemedi ve bunun evlilik şanslarını azalttığına inandı. Buna ek olarak, aile, çocuklarının üniversite eğitimi için ödeme yapmalarını engelleyen bazı mali sorunlar yaşıyordu.

Neyse ki, Barbara McClintock, Cornell Ziraat Okulu'na harç ödemeden ve okulunu tamamladıktan sonra devam edebildi. orta öğretim, o, bir istihdam ofisindeki çalışmalarını, kütüphaneye gitmekten elde ettiği kendi kendine öğrettiği eğitimle birleştirmeyi başardı. halka açık. Sonunda ve babasının müdahalesi sayesinde 1919'da başarısının olmayacağı Cornell'e gitmeye başladı. sadece akademik ama aynı zamanda sosyal, ilk yılında bir öğrenci derneğinin başkanı seçildi kurs.

• İlgili makale: "Genetik ve davranış: nasıl davranacağımıza genler mi karar veriyor?"

Cornell'de Eğitim ve Araştırma

McClintock, 1919'da Cornell Ziraat Okulu'nda okumaya başladı.Botanik eğitimi alacağı ve 1923'te Bachelor of Science (BSc) derecesini alacağı yer. Genetiğe olan ilgisi 1921 yılında bitki yetiştiricisi ve genetikçi C. B. Hutchison. McClintock'un büyük ilgisi nedeniyle, Hutchinson onu 1922'de yüksek lisans genetik kursuna katılmaya davet etti. Bu, McClintock'un kariyerinde bir önce ve sonra, hayati çabalarını genetiği araştırmaya odaklayacaktı.

Hem derecesi okurken hem de botanik profesörü olarak çalışırken, McClintock kendini o zamanlar yeni bir mısır sitogenetiği alanına adadı. Araştırma grubu, Charles R. Burnham, Marcus Rhoades, George Wells Beadle ve Harriet Creighton.

McClintock'un o zamanki çalışmasının ana amacı, mısır kromozomlarını görselleştirmek ve karakterize etmek için teknikler geliştirmekti. Bu kromozomları ışık mikroskobuyla görebilmek için karmin boyamaya dayalı bir teknik yarattı ve ilk kez mısırdaki on kromozomun şeklini gösterdi. Bu kromozomların morfolojisini inceleyerek, kromozomal segmentlerle birlikte kalıtılan karakterleri ilişkilendirebildi ve kromozomların genlerin yuvası olduğunu doğruladı.

1930'da Barbara McClintock mayoz bölünme sırasında homolog kromozomlar arasında meydana gelen geçişleri tanımlayan ilk kişidir.. Doktora tezi öğrencisi Harriet Creighton ile birlikte 1931'de bu mayotik kromozomal çaprazlama ile kalıtsal özelliklerin rekombinasyonu arasında bir ilişki olduğunu gösterdi. McClintock ve Creighton, kromozom rekombinasyonunun ve ortaya çıkan fenotipin yeni bir özelliğin kalıtımıyla sonuçlandığını buldu.

1931 ve 1932 yazları boyunca Missouri'de prestijli genetikçi Lewis Stadler ile çalıştı., ona X-ışınlarının mutasyonları indükleyebilen bir element olarak kullanımını gösteren. McClintock, mutasyona uğramış mısır hatları kullanarak halka kromozomları, yani ışınlanmış tek bir kromozomun uçlarının kaynaştırılmasıyla oluşturulan dairesel DNA yapılarını tanımladı. Bu süre boyunca, nükleolus oluşumu için gerekli olduğu gösterilen mısır kromozomu 6'nın bir bölgesinde nükleolar düzenleyicinin varlığını da gösterdi.

Barbara McClintock, 1933 ve 1934 yıllarında Almanya'daki altı aylık çıraklığının masraflarını karşılayan bir Guggenheim Vakfı bursuyla ödüllendirildi. İlk planı, Drosophila'da (sinekler) haftalarca çiftleşmeyi gösteren bir araştırmacı olan genetikçi Curt Stern ile çalışmaktı. o ve Creighton mısır için aynı şeyi yaptıktan sonra, ama öyle oldu ki Stern Amerika'ya tam oraya göç etti. an. Bu nedenle, sonunda McClintock'u kabul eden laboratuvar Richard B. Goldschmidt.

Nazi yükselişinin nasıl yakın olduğunu gördüğü o sırada Almanya'daki siyasi gerilim nedeniyle, McClintock Cornell'e döndü.1936 yılına kadar burada kalacaktı. O yıl Missouri-Columbia Üniversitesi Botanik Bölümü'nde yardımcı doçentlik pozisyonunu aldı.

• İlginizi çekebilir: "DNA ve RNA arasındaki farklar"

Missouri'deki Deneyimler

Missouri Üniversitesi'ndeyken McClintock, X-ışını mutajenez hattını sürdürdü. Bu koşullar altında kromozomların kırıldığını ve kaynaştığını, ancak endosperm hücrelerinin de bunu kendiliğinden yaptığını gözlemledi. nasıl olduğunu öğrendim kırılan kromatitlerin uçları, mitoz evresinde DNA replikasyonundan sonra birleştirildi.

Spesifik olarak, anafazda, kırık kromozomlar, kromatitler hücre kutuplarına doğru hareket ettiğinde kaybolan bir kromatit köprüsü oluşturdu. Bu yırtılmalar, bir sonraki mitozun interfazı sırasında birleşmeler oluşturarak kayboldu. döngüyü tekrarlamak ve endospermin ortaya çıkmasına neden olan büyük mutasyonlara neden olmak rengârenk.

Bu kromozom kırılması, birleşmesi ve köprülenmesi döngüsü, o zamanlar çok önemli bir keşif olarak kabul edildi.. Birincisi, kromozom bağlanmasının rastgele bir süreç olmadığını gösterdiği için ve ikincisi, büyük ölçekli mutasyonların üretimi için bir mekanizma tanımladığı için. Aslında bu bulgu o kadar önemlidir ki, özellikle kanser araştırmalarında günümüzde hala kullanılmaktadır.

Araştırması Missouri'de çok yeşil sürgünler üretse de, McClintock konumundan hiç memnun değildi. Fakülte toplantılarından dışlanmış hissetti ve diğer kurumlardaki boş pozisyonlardan haberdar edilmedi. Başlangıçta akranlarından çok fazla destek almasına rağmen, akademik rekabet gücü ve gerçek bağımsız ve yalnız bir kadın olması, her seferinde soruşturmalarına yabancılaşmasına neden oldu. artı.

Bazı yaşıtları tarafından ona ne kadar az değer verildiğini gösterecek nahoş bir anekdot şudur: 1936'da gazetede aynı ad ve soyadlı bir kadın için nişan ilanı çıktı. gazeteler. Bu kadını kendisine zanneden daire başkanı, evlenirse onu kovmakla tehdit etti. O zamana kadar McClintock, Amerika Genetik Derneği'nin başkan yardımcısıydı.

McClintock, koordinatörü Stadler'a ve Missouri Üniversitesi yönetimine olan güvenini kaybetmişti. Bu nedenle, 1941'de Cold Spring Harbor Laboratuvarı'ndaki Genetik Bölümü direktöründen yazı orada geçirmesi için bir davet aldığında, hemen kabul etti. Missouri'den başka bir yerde iş aramanın bir yolu olarak, şansını denemek için yaptı.

Ayrıca bu süre zarfında, meslektaşı Marcus Rhoades'in profesör olduğu Columbia Üniversitesi'nde misafir profesör pozisyonunu kabul edecekti. Araştırmasını Long Island'daki Cold Spring Harbor ile paylaşmayı teklif etti. Aralık 1941'de teklif edildi Washington Carnegie Enstitüsü Genetik Departmanına ait Cold Spring Harbor Laboratuvarı'nda araştırma pozisyonu. Sonunda kabul edecektim.

• İlgili makale: "Kromozomlar: nelerdir, özellikleri ve nasıl çalıştıkları"

Cold Spring Harbor'daki soruşturmalar

Cold Spring Harbor'da bir yıl yarı zamanlı çalıştıktan sonra, Barbara McClintock Cold Spring Harbor'da tam zamanlı bir araştırmacı pozisyonunu kabul etti. Orada, bilimsel yayınlarda olağanüstü verimli bir dönem olan, kırma-birleşme-köprü döngüsü üzerindeki çalışmalarına devam edecekti.

Bu üretken araştırmalar nedeniyle, McClintock 1944'te Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi'nde bir akademisyen olarak tanındı ve seçilecek üçüncü kadın oldu. Bir yıl sonra, hiçbir kadına verilmemiş bir onur olan Amerika Genetik Derneği'nin başkanı seçildi.

Genetikçi George Beadle'ın tavsiyesi üzerine 1944'te Neurospora crassa mantarı üzerinde sitogenetik bir analiz yaptı. Beadle, bu mantarla ilk kez çalışarak bir gen-enzim ilişkisini göstermişti. McClintock, mantarın karyotipini ve yaşam döngüsünü belirledi ve o zamandan beri N. crassa, genetik çalışmalarda model organizma olarak kullanılmaktadır.

• İlginizi çekebilir: "Mitoz ve mayoz bölünme arasındaki farklar"

Gen düzenlemesinin keşfi

McClintock 1944 yazını genetik mozaik fenomeninin arkasındaki biyolojik mekanizmayı keşfetmeye adadı.aynı mısır başağının tohumlarının farklı renklere sahip olmasına neden olan genetik bir durum. Kromozomlarda (lokus) "Dissociator" (Ds) ve "Activator" (Ac) olarak adlandırdığı iki yer buldu. Ds, Ac mevcut olduğunda yakındaki genlerin aktivitesini etkilemenin yanı sıra kromozom kırılması ile ilgiliydi. 1948'de her iki lokusun da kromozom üzerindeki yerlerini değiştirebilen transpoze edilebilir elementler olduğunu keşfetti.

McClintock, Ac ve D'lerin yer değiştirmesinin etkilerini inceledi nesiller boyunca mısır tanelerindeki renklenme modellerini analiz etmek. Gözlemleri, Ac'nin Ds'nin kromozom 9 üzerindeki transpozisyonunu kontrol ettiği ve bunun transpozisyonunun kromozomun bozulmasının nedeni olduğu sonucuna varmasına yol açtı.

Ds hareket ettiğinde, alöronun (mısır tohumu) rengini belirleyen gen ifade edilir, çünkü Ds'nin baskılayıcı etkisi kaybolur ve sonuç olarak renk görünümü oluşur. Bu transpozisyon rastgeledir, bu da tüm hücreleri etkilemeyeceği anlamına gelir, bu da mozaiğin meyvesizlikte neden oluştuğunu açıklar. McClintock ayrıca Ds'nin aktarımının Ac kopya sayısı tarafından belirlendiğini belirledi.

50'li yılların on yılı boyunca Transposable elementlerin genlerin hareketini nasıl düzenlediğini, onları inhibe ettiğini veya modüle ettiğini açıklayan bir hipotez geliştirdi.. Ds ve Ac'yi, genlerden açıkça ayırmak için kontrol birimleri veya düzenleyici öğeler olarak tanımladı. Bununla, gen düzenlemesinin, çok hücreli organizmaların, genomları aynı olmasına rağmen, her hücrenin özelliklerini nasıl çeşitlendirebileceğini açıklayabileceğini öne sürdü. Bu fikir, o zamana kadar sadece bir dizi statik talimat olarak yorumlanan genom kavramını tamamen değiştirdi.

McClintock'un gen regülasyonu ve kontrol elementleri üzerine çalışması o kadar karmaşık ve yeniydi ki, bilim camiasının geri kalanı onun keşiflerinden biraz şüpheliydi. Aslında, kendisi bu yanıtı şaşkınlık ve düşmanlığın bir karışımı olarak tanımladı. Buna rağmen, McClintock devam etti ve soruşturmasına devam etti.

Daha sonra, Ac ve Ds'ye benzer olmasına rağmen, daha karmaşık işlevleri yerine getiren "Susturucu-mutatör" (Spm) adlı yeni bir düzenleyici öğe tanımlayacaktı. Ancak o dönemde bilim camiasının tepkileri ve McClintock'un algısı göz önüne alındığında ana akım bilimden uzaklaşıyor olması, onun makalelerini yayınlamayı bırakmasına neden oldu. Sonuçlar.

Tanımalar ve son yıllar

1967'de McClintock, Carnegie Enstitüsü'ndeki görevinden emekli oldu., aynı seçkin üyesi olarak adlandırılıyor. Bu ayrım, Cold Spring Harbor Laboratuvarı'nda diğer lisansüstü öğrencileriyle birlikte fahri bilim insanı olarak çalışmaya devam etmesine izin verdi. Aslında, öldüğü güne kadar laboratuvara bağlı kaldı.

1973'te, kendi başına araştırmaya devam etmesine rağmen, düzenleyici unsurlarla ilgili bulgularını yayınlamaya devam etmemeye karar vermesinin nedenini itiraf etti. Laboratuarlardaki deneyimi nedeniyle, başka bir kişinin söylenmemiş varsayımlarından haberdar edilmesinin çok zor olduğunu söyledi. Pek çok bilim insanının sabit fikirlerinden dolayı, eleştirinin güvence altına alınacağı için bazı ilerlemelerin belirli bir anda paylaşılamayacağını düşündü. Kavramsal bir değişimin gerçekleşmesini beklemeli ve bunları doğru zamanda iletmelisiniz.

Tecrübesi bu konudaki görüşlerine güç verdi, Bulgularının dikkate alınması on yıllar aldı. Barbara McClintock'un çalışması ancak 1960'larda genetikçiler François Jacob ve Jacques Monod kendi araştırmalarıyla benzer sonuçlara vardıklarında tam olarak takdir edildi. “Proteinlerin sentezinde genetik düzenleyici mekanizmalar” başlıklı 1961 tarihli bir çalışmada sunulan ilgili çalışmalar. proteinler”). McClintock çalışmayı okudu ve bulgularını Fransızlar tarafından ortaya atılanlarla karşılaştırdı.

Neyse ki, McClintock sonunda çalışmalarıyla geniş çapta tanındı. Onun transpozisyon keşfi, 1960'larda ve 1970'lerde diğer yazarlar tarafından bakteri ve mayalarda aynı süreç tanımlandığında değer kazandı. 70'lerde Ac ve D'ler klonlandı, bu onların sınıf II transpozonlar olduklarını gösterdi.

Ac, dizisinde elementin genom boyunca hareketine izin veren fonksiyonel bir transpozazı kodlayan tam bir transpozondur. Bunun yerine Ds, transpozazın işlevsel olmayan, mutasyona uğramış bir versiyonunu kodlar ve McClintock'un işlevsel tanımına uyan genoma atlamak için Ac'ın varlığını gerektirir. Daha sonraki çalışmalar, bu dizilerin, kırılma gibi stresli değilse hareket etmediğini gösterdi. ışınlama veya başkaları tarafından, bu nedenle aktivasyonu evrimsel bir kaynak sağlayabilir. değişkenlik.

McClintock Bu ajanların evrimsel ajanlar olarak rolünü, diğer bilim adamlarının bile şüphelenmesinden önce anladılar.. Aslında, bugün Ac / Ds sistemi bitkilerde, işlevi bilinmeyen genleri karakterize etmek için ve mısır dışındaki türlerde bir mutajenez aracı olarak kullanılmaktadır.

Botanik alanının ötesinde geçerli olan bulgularının gerçeği ve çalışmalarının değeri nihayet kabul edildiğinden, Barbara McClintock, 1983'te Nobel Fizyoloji Ödülü'nü aldı, onu alan yedinci kadın oldu ve diğer durumların aksine, sadece bir tane aldı. kişi. Normalde, Nobel Bilim Ödülü araştırma ekiplerine verilir, ancak McClintock hayatının çoğunda serbest meslek sahibi olması gerektiğinden, kredi yalnızca ona gitti.

Barbara McClintock, 2 Eylül 1992'de pek çok an yaşadığı Cold Spring Harbor Laboratuvarı yakınlarındaki Huntington Hastanesi'nde eceliyle öldü. Doksan yaşındaydı ve hiç çocuk bırakmadan veya hiç evlenmeden vefat etti mi?