francuski biolog molekularny

FranÇois Jacob wniósł znaczący wkład w dziedzinę genetyki poprzez udaną współpracę z innymi naukowcami w słynnym Instytucie Pasteura we Francji. Jego najbardziej znane prace dotyczyły sformułowania modelu Jacob-Monod operon, który pomaga wyjaśnić, w jaki sposób geny są regulowane. Jacob badał również messenger ribonucleic acid (mRNA), który służy jako pośrednik między kwasem deoksyrybonukleinowym (DNA), który przenosi kod genetyczny, a rybosomami, w których syntetyzowane są białka. Wykazał również, że bakterie stosują się do tych samych ogólnych zasad doboru naturalnego i ewolucji, co organizmy wyższe. W uznaniu ich pracy nad kontrolą genetyczną i wirusami , Jacob i dwóch innych naukowców z Instytutu Pasteura, Jacques Lucien Monod i André Lwoff, podzielili się Nagrodą Nobla w 1965 roku w dziedzinie fizjologii lub medycyny.

Jacob urodził się w Nancy we Francji, jako syn Szymona Jakuba, kupca i byłej Teresy Franck. Jacob uczęszczał do szkoły w Lycée Carnot w Paryżu, zanim rozpoczął naukę w college ’ u. Rozpoczął studia medyczne na Uniwersytecie Paryskim (Sorbona), ale został zmuszony do przerwania edukacji, gdy armia niemiecka najechała Francję podczas II Wojny Światowej w 1940 roku. Uciekł na jednej z ostatnich łodzi do Anglii i dołączył do wolnych sił francuskich w Londynie, służąc jako oficer i walcząc z aliantami w Afryce Północnej. Podczas wojny Jakub został ciężko ranny. Jego obrażenia osłabiły jego ręce i położyły nagły kres jego nadziejom na zostanie chirurgiem. Za służbę ojczyźnie otrzymał Croix de Guerre i towarzysz Wyzwolenia, dwa najwyższe odznaczenia wojskowe Francji.

pomimo tej fizycznej komplikacji Jacob kontynuował naukę na Uniwersytecie Paryskim. W swojej autobiografii, The Statue Within, Jacob powiedział, że pomysł na swoją pracę magisterską zaczerpnął ze swojego miejsca pracy, Narodowego Centrum penicyliny, gdzie produkowano i komercjalizowano drobny antybiotyk zwany tyrotrycyną. Do swojej pracy doktorskiej Jacob wyprodukował i ocenił lek. W wieku trzydziestu lat uzyskał tytuł doktora w 1947 roku, w tym samym roku ożenił się z pianistką Lysiane” Lise ” Bloch. W końcu mieli czworo dzieci.

ze względu na niepewną przyszłość zawodową Jacob kontynuował przez pewien czas pracę w National Penicillin Center. Fala odwróciła się, gdy on i jego żona jedli kolację z kuzynami, w tym Herbertem Marcovichem, biologiem pracującym w laboratorium genetycznym. Jacob wspominał: „kiedy Herbert przemówił, poczułem podniecenie rosnące jak burza. Jeśli człowiek z mojego pokolenia może nadal zajmować się badaniami bez ośmieszania się, to dlaczego nie ja?”Następnego dnia postanowił zostać biologiem.

Jacob dołączył do Instytutu Pasteura w 1950 roku jako asystent André Lwoffa. Położenie laboratorium lwoffa i jego ciasne kwatery nadały mu nazwę „strych.”Rok 1950 był ekscytującym rokiem w laboratorium Lwoffa. Lwoff pracował z bakteriami lizogennymi, które są niszczone (lizowane), gdy są atakowane przez bakterie-zakażające cząsteczki wirusa zwane bakteriofagami. Bakteriofagi atakują komórkę bakteryjną, a następnie namnażają się w niej, ostatecznie rozrywając komórkę i uwalniając nowe bakteriofagi. Według badań Lwoffa bakteriofag po raz pierwszy występuje w komórce bakteryjnej w niezakaźnej fazie zwanej profagiem. Mógł stymulować proroctwo do rozpoczęcia produkcji wirusa zakaźnego poprzez dodanie światła ultrafioletowego. Te nowe odkrycia pomogły Jacobsowi dać tło, którego będzie potrzebował do swoich przyszłych badań.

Jacob kontynuował naukę na Uniwersytecie Paryskim podczas pierwszych lat w Instytucie Pasteura, zdobywając tytuł bachelor of science w 1951 roku i studiując w kierunku stopnia doktora nauk, który otrzymał w 1954 roku. W swojej rozprawie doktorskiej Jacob zrewidował zdolność niektórych promieni lub związków chemicznych do wywoływania prorokowania i zaproponował możliwe mechanizmy odporności .

po zatrudnieniu w laboratorium Jacob wkrótce nawiązał owocną współpracę z Élie Wollman, również stacjonującą w laboratorium Lwoffa. Latem 1954 roku on i Wollman odkryli, co nazwali indukcją erotyczną u bakterii Escherichia coli. Później zmienili nazwę zjawiska na indukcja zygotyczna. W indukcji zygotycznej chromosom męskiej komórki bakteryjnej niosącej proroctwo może zostać przeniesiony do komórki żeńskiej, która nie nosiła proroctwa, ale nie odwrotnie. Indukcja zygotyczna wykazała, że zarówno ekspresja profagacji, jak i odporność zostały zablokowane w tym ostatnim przypadku przez zmienną obecną w cytoplazmie otaczającej jądro komórki .

w innym eksperymencie on i Wollman połączyli męskie i żeńskie komórki bakteryjne, oddzielając je, zanim mogły zakończyć koniugację . To również obciął chromosom, gdy przemieszczał się od mężczyzny do kobiety. Odkryli, że samica akceptowała chromosom kawałek po kawałku, w określonej kolejności i ze stałą prędkością, raczej podobną do ssania kawałka spaghetti. Ich badania stały się znane jako „eksperyment spaghetti”, ku irytacji Wollmana.

w książce Fage and the Origins of Molecular Biology Wollman wyjaśnił, że podążając za różnymi markerami genetycznymi u mężczyzny, mogą określić czas wejścia każdego genu do zygoty i prawidłowo wywnioskować jego pozycję na DNA. Jacob i Wollman użyli również mikroskopu elektronowego do sfotografowania sprzężonych bakterii i czasu transmisji genów. „Wraz z Élie Wollman opracowaliśmy narzędzie, które umożliwiało analizę genetyczną dowolnej funkcji, dowolnego” systemu”, powiedział Jacob w swojej autobiografii. Obaj naukowcy odkryli i zdefiniowali episomy, genetyczne szczepy, które automatycznie replikują się w ramach rozwoju chromosomów .

Jacob i Wollman wykazali również, że bakterie mogą mutować i adaptować się w odpowiedzi na leki lub bakteriofagi. Ewolucja i dobór naturalny działały zarówno w bakteriach, jak i w wyższych formach życia. Jacob i Wollman podsumowali swoje badania w lipcowym wydaniu Scientific American Z 1956 roku: „nie ma wątpliwości, że podstawowe cechy rekombinacji genetycznej muszą być podobne, niezależnie od tego, czy występują u bakterii, czy u człowieka. Byłoby raczej zaskakujące, gdyby badanie rozmnażania płciowego u bakterii nie doprowadziło do głębszego zrozumienia procesu rekombinacji genetycznej, która jest tak istotna dla przetrwania i ewolucji wyższych organizmów.”

w 1956 roku Jacob przyjął tytuł dyrektora laboratorium w Instytucie Pasteura. W ciągu dwóch lat Jacob rozpoczął współpracę z Jacques ’ em Monodem, który kilka lat wcześniej opuścił laboratorium Lwoffa, aby kierować katedrą biochemii komórkowej w Instytucie Pasteura. Arthur Pardée również często włączał się w badania. Jacob i Monod badali, w jaki sposób enzym jelitowy zwany galaktozydazą jest aktywowany do trawienia laktozy lub cukru mlecznego. Galaktozydaza jest enzymem indukowalnym, to znaczy nie powstaje, chyba że obecny jest pewien substrat—w tym przypadku laktoza. Enzymy indukujące różnią się od enzymów konstytutywnych, które są produkowane w sposób ciągły, niezależnie od tego, czy induktor jest obecny, czy nie. Łącząc normalne, indukowalne bakterie męskie z konstytutywną samicą, wykazano, że indukowalne procesy enzymatyczne mają pierwszeństwo przed konstytutywną syntezą enzymów. W eksperymentach przeprowadzonych przez Jacoba i Monoda induktor, laktoza, służył do hamowania genu regulującego syntezę galaktozydazy.

później Jacob zdał sobie sprawę, że jego praca z Monodem i jego wcześniejsza praca z Wollmanem na temat indukcji zygotycznej były powiązane. W Statui wewnątrz, powiedział, ” w obu przypadkach, Gen reguluje tworzenie produktu cytoplazmatycznego, represor blokuje ekspresję innych genów, a więc uniemożliwia syntezę galaktozydazy lub namnażanie wirusa.”Ich zadaniem było wówczas określenie położenia represora, który wydawał się być na DNA.

pod koniec dekady Jacob i Monod odkryli messenger RNA, jeden z trzech rodzajów kwasu rybonukleinowego. (Pozostałe dwa to rybosomalny RNA i transferowy RNA.) Każdy typ RNA ma określoną funkcję. MRNA jest mediatorem pomiędzy DNA a rybosomami, przekazując informacje o prawidłowej sekwencji aminokwasów potrzebnych do tworzenia białek. Podczas gdy ich praca była kontynuowana, Jacob przyjął stanowisko kierownika Katedry Genetyki komórkowej w Instytucie Pasteura.

w 1961 roku wyjaśnili wyniki swoich badań dotyczących mRNA i słynnego modelu Jacob-Monod operon w artykule „Genetic Regulatory Mechanisms in the Synthesis of Proteins”, który ukazał się w Journal of Molecular Biology biolog molekularny Gunther S. Stent w Science opisał artykuł ” jeden z pomników w literaturze biologii molekularnej.”

zgodnie z Modelem Jacob-Monod operon, zestaw genów strukturalnych w DNA przenosi kod, który posłaniec RNA dostarcza do rybosomów, które tworzą białka. Każdy zestaw genów strukturalnych ma swój własny Gen operatora leżący obok niego. Ten gen operatora jest przełącznikiem, który włącza lub wyłącza swój zestaw genów strukturalnych, a tym samym nadzoruje syntezę ich białek. Jacob i Monod nazywali każdą grupę operatora i jego genów strukturalnych OPERONEM. Oprócz genu operatora, Gen regulatora znajduje się na tym samym chromosomie co geny strukturalne. W systemie indukcyjnym, takim jak laktoseoperon (lub lac operon, jak się nazywa), ten gen regulujący koduje białko represora. Białko represyjne robi jedną z dwóch rzeczy. Gdy laktoza nie jest obecna, białko represora przyłącza się do operatora i inaktywuje go, co z kolei zatrzymuje aktywność genów strukturalnych i syntezę białek . Jednak w przypadku laktozy białko represora wiąże się z genem regulującym, a nie z operatorem. W ten sposób uwalnia operatora i pozwala na syntezę białek. Dzięki takiemu systemowi komórka może dostosowywać się do zmieniających się warunków środowiskowych i produkować potrzebne białka, kiedy ich potrzebuje.

rok po opublikowaniu tej pracy Jacob otrzymał Nagrodę im. Karola Leopolda Mayera Francuskiej Akademii Nauk. W 1964 r. Collège de France również uznał jego osiągnięcia, ustanawiając specjalną katedrę na jego cześć. Jego największy zaszczyt przypadł jednak na rok 1965, kiedy wspólnie z Lwoffem i Monodem otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny. Nagroda doceniła ich wkład „w naszą wiedzę na temat podstawowych procesów w żywej materii, które stanowią podstawy takich zjawisk jak adaptacja, reprodukcja i ewolucja.”

w czasie swojej kariery Jacob napisał liczne publikacje naukowe, w tym książki the Logic of Life: A History of Hereditary and the Possible and the Actual. Ten ostatni, opublikowany w 1982 roku, zajmuje się teorią ewolucji i linią, którą uważa, że należy narysować między wykorzystaniem ewolucji jako teorii naukowej a mitem.

Zobacz też: bakteriofagi i typowanie bakteriofagów; ewolucja i mechanizmy ewolucyjne; ewolucyjne pochodzenie bakterii i wirusów; genetyczna Regulacja komórek eukariotycznych; genetyczna Regulacja komórek prokariotycznych; Immunogenetyka; Biologia molekularna i genetyka molekularna; Biologia molekularna, centralny dogmat; genetyka wirusowa

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.