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Unter der Ein-Gen-ein-Enzym-Hypothese versteht man die Hypothese, dass ein Gen die Informationen für die Bildung eines bestimmten Enzyms, also ein katalytisch wirkendes Eiweißmolekül trägt. Bereits 1909 hatte der britischen Arzt Archibald Garrod angeborene Stoffwechselstörungen (englisch inborn errors of metabolism) identifiziert und vermutet, dass etwa im Fall der Alkaptonurie ein Enzymdefekt vorliege, der genetisch fixiert sei. Die Hypothese ein Gen – ein Enzym wurde in den 1940er Jahren von George Beadle und Edward Tatum entwickelt und am Schimmelpilz Neurospora experimentell untermauert. [1] [2] Für diese Arbeiten bekamen sie 1958 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin. Beadle und tatum hotel. [3] Diese Hypothese ist inzwischen nur noch eingeschränkt gültig. Generell kann ein DNA -Abschnitt ein Protein codieren. Dieses kann, muss aber nicht katalytisch wirken. Auch Strukturproteine sind direkt in der DNA codiert und werden durch die Proteinbiosynthese gebildet. Im Zuge der Aufklärung dieser Synthese musste die Hypothese also modifiziert werden.
In den frühen 1950er Jahren hielten die meisten Biochemiker und Genetiker die DNA für den wahrscheinlichsten Kandidaten für die physikalische Basis des Gens, und die Ein-Gen-ein-Enzym-Hypothese wurde entsprechend umgedeutet. Ein Gen-ein Polypeptid Indem Beadle und Tatum den Genen eine instruktive Rolle zuschrieben, sprachen sie ihnen implizit eine Informationsfähigkeit zu. Beadle und tatum versuch. Diese Erkenntnis bildete die Grundlage für das Konzept des genetischen Codes. Doch erst die Experimente, die zeigten, dass die DNA das genetische Material ist, dass Proteine aus einer definierten linearen Abfolge von Aminosäuren bestehen und dass die DNA-Struktur eine lineare Abfolge von Basenpaaren enthält, lieferten eine klare Grundlage für die Lösung des genetischen Codes. Anfang der 1950er Jahre ließen die Fortschritte in der biochemischen Genetik, die zum Teil durch die ursprüngliche Hypothese gefördert wurden, die Ein-Gen-ein-Enzym-Hypothese sehr unwahrscheinlich erscheinen (zumindest in ihrer ursprünglichen Form).
Da einerseits viele Enzyme aus mehreren Polypeptidketten bestehen und andererseits auch Strukturproteine ohne katalytische Wirkung, wie das Keratin der Haare, auf demselben Weg erzeugt werden, wurde die Hypothese zur Ein-Gen-ein-Polypeptid -Hypothese modifiziert. Bei Eukaryoten führt ein und derselbe DNA-Abschnitt oft zu unterschiedlichen mRNA -Molekülen und damit zu unterschiedlichen Proteinen. Ursache ist das alternative Spleißen, durch das erst entschieden wird, welche DNA-Abschnitte eines Gens codieren, also Exons sind und welche im Reifungsprozess herausgeschnitten werden ( Introns). Genetik: Kurze Hinweise zu Genen und Enzymen. Mit der Entdeckung des alternativen Spleißens bei der Transkription der Eukaryoten musste die Hypothese also erneut modifiziert werden. Durch unterschiedliche Verarbeitung (Spleißen) der an der DNA erzeugten prä-mRNA können aus derselben DNA-Sequenz mehrere unterschiedliche reife mRNA-Moleküle und damit mehrere unterschiedliche Polypeptide entstehen. Die Regulation ist noch nicht vollständig geklärt. Weitere Einschränkungen der Hypothese [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] An der DNA synthetisierte RNA-Moleküle können an andere mRNA-Moleküle binden und Doppelstränge ausbilden.