1941: Un gene, un enzima

George Beadle e Edward Tatum, attraverso esperimenti sulla muffa del pane rosso Neurospora crassa, hanno dimostrato che i geni agiscono regolando eventi chimici distinti-affermando l’ipotesi “un gene, un enzima”.

George Beadle aveva trascorso due anni nel laboratorio di TH Morgan al Caltech, studiando la genetica usando i moscerini della frutta come organismo modello. Nel 1941, lui e Edward Tatum si rivolsero a un modello ancora più semplice per studiare la genetica. Nel suo stato normale, o” selvaggio”, la muffa Neurospora crassa può crescere su un terreno contenente solo zucchero, una piccola quantità di biotina e sali inorganici.

Quando lo stampo è esposto a radiazioni a raggi X, si verificano mutazioni in cellule occasionali. Alcune delle mutazioni influenzano la capacità dello stampo di formare composti organici da blocchi di costruzione più semplici. Ad esempio, alcuni perdono la capacità di assemblare particolari amminoacidi. Per prosperare, questi ceppi devono avere i particolari aminoacidi forniti nel loro mezzo nutritivo o, a volte, possono accontentarsi di composti precursori che le cellule possono convertire negli amminoacidi richiesti.

Fornendo una varietà di composti nel mezzo nutritivo e vedendo quali permettono a vari ceppi mutanti di crescere e quali no, Beadle e Tatum hanno visto che potevano dedurre la sequenza di reazioni biochimiche nelle cellule che producono composti necessari come gli amminoacidi. Gli scienziati hanno concluso che la funzione di un gene è quella di dirigere la formazione di un particolare enzima, che regola un evento chimico. Una mutazione può alterare un gene in modo che non produca più l’enzima normale, risultando in un sintomo fisico, come la necessità di integratori alimentari. Beadle e Tatum hanno proposto che, in generale, ogni gene dirige la formazione di uno (e solo uno) enzima.

Per il loro lavoro, Beadle e Tatum hanno condiviso, con J. Lederberg, il Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina del 1958.