Geeni

Sisällysluettelo:

Geeni
Geeni
Anonim

Maahantulon navigointi

  • Kilpailun sisältö
  • bibliografia
  • Akateemiset työkalut
  • Ystävät PDF-esikatselu
  • Kirjailija- ja viittaustiedot
  • Takaisin alkuun

geeni

Ensimmäinen julkaistu tiistaina 26. lokakuuta 2004; sisältöversio to 19.2.2015

"Ei voi olla epäilystäkään", filosofi ja biokemisti Lenny Moss väitti vuonna 2003, "idea" geenistä "on ollut 2000-luvun biologian keskeinen organisointiteema" (Moss 2003, xiii; vrt. Keller 2000, 9). Ja silti on selvää, että genetiikan tiede ei koskaan antanut yhtä yleisesti hyväksyttyä geenin määritelmää. Yli sadan vuoden geenitutkimus on pikemminkin johtanut monien geenikäsitteiden leviämiseen, jotka toisinaan täydentävät, joskus ovat ristiriidassa toistensa kanssa. Jotkut filosofit ja tutkijat ovat yrittäneet korjata tämän tilanteen vähentämällä tätä geenikäsitteiden monimuotoisuutta, joko “vertikaalisesti” perusyksiköksi tai “horisontaalisesti”, sisällyttämällä ne yleiseen termiin. Toiset ovat valinneet useamman moniarvoisuuden. Seurauksena,”Geenistä” on tullut kuuma aihe tiedefilosofiassa, jonka ympärillä käsitellään vilkkaasti käsitteiden ja teorioiden (niiden episteemisten kokonaisuuksien ohella) käsitteiden ja teorioiden vähentämistä, syntymistä tai supernatiivisuutta. Toistaiseksi kaikki pyrkimykset päästä yksimielisyyteen näistä kysymyksistä ovat kuitenkin epäonnistuneet. Nykyään ihmisen genomisekvenssin valmistumisen ja postgenomian aikakauden alkamisen jälkeen genetiikka kokee jälleen käsitteellisten muutosten aikaa. Geenitutkimus, joka on syntynyt vuosisadan geenitutkimuksesta, on ollut ja on edelleen, kuten Raphael Falk muistutti meille, niin kauan sitten,”käsite jännitteessä” (Falk 2000).kaikki yritykset päästä yksimielisyyteen näistä kysymyksistä ovat epäonnistuneet. Nykyään ihmisen genomisekvenssin valmistumisen ja postgenomian aikakauden alkamisen jälkeen genetiikka kokee jälleen käsitteellisten muutosten aikaa. Geenitutkimus, joka on syntynyt vuosisadan geenitutkimuksesta, on ollut ja on edelleen, kuten Raphael Falk muistutti meille, niin kauan sitten,”käsite jännitteessä” (Falk 2000).kaikki yritykset päästä yksimielisyyteen näistä kysymyksistä ovat epäonnistuneet. Nykyään ihmisen genomisekvenssin valmistumisen ja postgenomian aikakauden alkamisen jälkeen genetiikka kokee jälleen käsitteellisten muutosten aikaa. Geenitutkimus, joka on syntynyt vuosisadan geenitutkimuksesta, on ollut ja on edelleen, kuten Raphael Falk muistutti meille, niin kauan sitten,”käsite jännitteessä” (Falk 2000).kuten Raphael Falk on muistuttanut meitä niin kauan sitten,”konsepti jännitteessä” (Falk 2000).kuten Raphael Falk on muistuttanut meitä niin kauan sitten,”konsepti jännitteessä” (Falk 2000).

Seuraavan artikkelin ulkoasu on siis suurelta osin historiallinen. Geenikonseptin historiallisesta kehityksestä ja monipuolistumisesta on olemassa useita kertomuksia, jotka on kirjoitettu ajatushistorian näkökulmasta (Dunn 1965; Stubbe 1965; Carlson 1966, 2004; Schwartz 2008). Seuraamme suurelta osin tämän kirjallisuuden määrittelemää tavanomaista tapahtumien aikajaksoa, mutta otamme hiukan toisenlaisen näkökulman tarkastelemalla geenejä episteemisinä objekteina, eli objekteina, joille jatkuvan tutkimuksen kohteena on. Tämä tarkoittaa, että emme yksinkertaisesti liitä vakiintuneita "geenin" käsitteitä, vaan pikemminkin analysoimme, kuinka muuttuvat kokeelliset käytännöt ja kokeelliset järjestelmät määrittelivät ja muokkasivat näitä käsitteitä (ks. Myös kohta kokeilu biologiasta). Saatuaan siten aikaan rikkaan historiallisen "panoraaman" geenistä "käsite fluxissa",Poimia Yehuda Elkanan (1970; vrt. Falk 1986) esittelemä ehdotustermi, joitain yleisempiä filosofisia teemoja käsitellään lyhyesti, joista geeni on toiminut kätevänä”kahvana” keskustelussa. Ne pyörittävät pelkistyskysymystä, mutta sisältävät myös kysymyksiä elävien järjestelmien syy-yhteydestä (täydellisemmät selitykset löytyvät molekyylibiologiaa, molekyyligenetiikkaa, biologista tietoa ja biologiaa koskevasta reduktionismista; viimeisimmässä monografiassa käsittelevässä genetiikkaa koskevissa filosofisissa kysymyksissä, katso Griffiths ja Stotz 2013).mutta siihen sisältyy myös kysymyksiä elävien järjestelmien syy-yhteydestä (täydellisemmät selitykset ovat merkinnöissä molekyylibiologiasta, molekyyligenetiikasta, biologisesta informaatiosta ja biologian reduktionismista; äskettäisestä monografian käsittelystä genetiikkaan liittyvien filosofisten kysymysten suhteen, katso Griffiths ja Stotz 2013).mutta siihen sisältyy myös kysymyksiä elävien järjestelmien syy-yhteydestä (täydellisemmät selitykset ovat merkinnöissä molekyylibiologiasta, molekyyligenetiikasta, biologisesta informaatiosta ja biologian reduktionismista; äskettäisestä monografian käsittelystä genetiikkaan liittyvien filosofisten kysymysten suhteen, katso Griffiths ja Stotz 2013).

  • 1. Geenin esihistoria
  • 2. Klassisen genetiikan geeni
  • 3. Geeni molekyyligenetiikassa
  • 4. Kehityksen ja evoluution geeni
  • 5. Vähennyskysymys
  • bibliografia
  • Akateemiset työkalut
  • Muut Internet-resurssit
  • Aiheeseen liittyvät merkinnät

1. Geenin esihistoria

Ennen kuin käsittelemme geenikonseptin sotkuisen kehityksen historiallisia vaiheita, meidän on selvitettävä, miten se syntyi. Perinnöllisyydestä tuli vasta 1800-luvulla suuri ongelma biologisessa käsittelyssä (López Beltrán 2004; Müller-Wille ja Rheinberger 2007 ja 2012). Perinnöllisyyden noustessa biologiseksi tutkimusalueeksi kysymys sen aineellisesta pohjasta ja mekanismista muodostui. 1800-luvun jälkipuoliskolla ehdotettiin kahta vaihtoehtoista kehystä tämän kysymyksen käsittelemiseksi. Ensimmäisessä käsiteltiin perinnöllisyyttä voimana, jonka vahvuus oli kertynyt sukupolvien ajan ja jonka mitattavana suuruutena voitiin suorittaa tilastollinen analyysi. Tämä käsite oli erityisen laajalle levinnyt yhdeksästoista vuosisadan kasvattajien keskuudessa (Gayon ja Zallen 1998) ja vaikutti Francis Galtoniin ja niin kutsuttuun”biometriseen kouluun” (Gayon 1998, 105–146). Toisessa kehyksessä perinnöllisyys säilyi aineessa, jota siirrettiin sukupolvelta toiselle. Tässä erotetaan kaksi suurta suuntausta. Yksi heistä piti perinnöllistä asiaa hiukkasina ja soveltuvina jalostukseen. Esimerkiksi Charles Darwin kutsui oletettuja perinnöllisiä hiukkasia gemmuleiksi; Hugo de Vries,”pangenes”. Kukaan näistä 1800-luvun kirjoittajista ei kuitenkaan ajatellut yhdistää näitä hiukkasia tiettyyn perinnölliseen aineeseen. He kaikki uskoivat koostuvansa samoista asioista, joista muu organismi oli valmistettu, joten heidän pelkkä kasvu,yhdistelmähoito ja kertyminen massiivisesti tekisivät näkyviin ne erityispiirteet, joista he olivat vastuussa. Toinen biologien luokka yhdeksästoista vuosisadan jälkipuoliskolla, joihin Carl Naegeli ja August Weismann kuuluivat, erotti kehon aineen,”tropoplasman” tai “soman” tietystä perinnöllisestä aineesta, “idioplasmasta” tai “alkiosta”. plasm”, jonka oletetaan olevan vastuussa sukupolvien välisestä perinnöllisestä jatkuvuudesta. He ottivat tämän idioplasmisen aineen kuitenkin olevan hiukkaseton, mutta hyvin organisoitunut. Weismannin tapauksessa se pysyi ehjänä itusoluissa, mutta erottui peruuttamattomasti kehon soluissa kehityksen aikana. Naegeli-tapauksessa se ulottui jopa soluista soluihin ja koko kehoon, hermostoon samanlainen kapillaarinen perinnöllinen järjestelmä (Robinson 1979;Churchill 1987, Rheinberger 2008).

Mendel erottuu näiden biologien joukosta, vaikka hän työskenteli hyvin määritellyn kasvitieteellisen perimän sisällä hybridi-tutkimuksessa. Häntä pidetään yleensä 1900-luvun genetiikan edeltäjänä (ks. Kuitenkin Olby 1979 ja tuoreemmassa keskustelussa Orel ja Hartl 1997). Kuten Jean Gayon on väittänyt, Mendelin 1865-artikkeli hyökkäsi perinnöllisyyden suhteen kokonaan uudelta näkökulmalta tulkitsematta sitä mitattavissa olevaksi suureksi, kuten biometrinen koulu teki myöhemmässä vaiheessa, vaan "tietyn organisaation tason", "rakenteen" annettu sukupolvi, joka ilmaistaan tiettyjen ristien yhteydessä. " Siksi Mendel sovelsi "erojen laskentaa", ts. Kombinatorista matematiikkaa perinnöllisten ilmiöiden ratkaisemiseen (Gayon 2000, 77-78). Tuon kanssa,hän esitteli uuden muodollisen työkalun hybridisaatiokokeiden analysoimiseksi, joka samalla perustui uuteen kokeelliseen järjestelmään: vaihtoehtoisten ja "vakio" (eli periytyvien) piirteiden parien valinta. Mendel uskoi, että nämä ominaisuudet liittyivät "jatkuvalla kehityksellä" tiettyihin "alkuaineisiin" tai "tekijöihin" lisääntymissoluissa, joista organismit kehittyivät. Analyysi vaihtoehtoisten ominaisuuksien jakautumisesta hybridien jälkeläisissä voisi siis paljastaa jotain suhteesta, johon taustalla olevat”tekijät” muodostuivat yhdistyessään hybridi-emo-organismissa (Müller-Wille ja Orel 2007). Mendel uskoi, että nämä ominaisuudet liittyivät "jatkuvalla kehityksellä" tiettyihin "alkuaineisiin" tai "tekijöihin" lisääntymissoluissa, joista organismit kehittyivät. Analyysi vaihtoehtoisten ominaisuuksien jakautumisesta hybridien jälkeläisissä voisi siis paljastaa jotain suhteesta, johon taustalla olevat”tekijät” muodostuivat yhdistyessään hybridi-emo-organismissa (Müller-Wille ja Orel 2007). Mendel uskoi, että nämä ominaisuudet liittyivät "jatkuvalla kehityksellä" tiettyihin "alkuaineisiin" tai "tekijöihin" lisääntymissoluissa, joista organismit kehittyivät. Analyysi vaihtoehtoisten piirteiden jakautumisesta hybridien jälkeläisissä voisi siis paljastaa jotain suhteesta, johon taustalla olevat”tekijät” muodostuivat yhdistyessään hybridi-emo-organismissa (Müller-Wille ja Orel 2007).

2. Klassisen genetiikan geeni

Vuotta 1900 voidaan pitää annus mirabiliksena, joka synnytti uuden tutkimuksen, jota kutsutaan pian genetiikkaksi. Tuona vuonna kolme kasvitieteilijää, Hugo de Vries, Carl Correns ja Erich Tschermak, kertoivat 1890-luvun lopun jalostuskokeilustaan ja väittivät vahvistaneensa merkkien siirron säännöllisyydet vanhemmilta jälkeläisille, jotka Mendel oli jo esittänyt hänen vuoden 1865 siemenlehti (Olby 1985, 109-37). Periaatteessa he kokeillisissa risteyksissä Zea mayn, Pisumin ja Phaseoluksen kanssa havaitsivat, että vaihtoehtoisten ominaisuuksien pareista vastaavat elementit, "allelomorfit" William Batesonin myöhemmässä terminologiassa (1902), joka tuli pian yleisesti käyttöön lyhenteen alla. satunnaisesti eroteltujen alleelien määrää toisessa sukupolvessa (Mendelin erottelulaki),ja että nämä elementit siirrettiin toisistaan riippumattomasti (Mendelin itsenäisen valikoiman laki). Lisähuomautus siitä, että joskus useat elementit käyttäytyivät ikään kuin ne olisivat kytkettyinä, myötävaikuttivat Walter Suttonin ja Theodor Boverin pian edistämiin oletuksiin siitä, että nämä elementit sijaitsivat ryhmissä erilaisissa kromosomeissa ytimessä. Siksi perimällisyyden kromosomiteoria oletti, että luonteen siirtymisen laillisuudet perustuvat sytomorfologiaan, erityisesti ydinmorfologiaan sen yksittäisillä kromosomeilla, jotka pitävät identiteettinsä sukupolvien ajan (Coleman 1965; Martins 1999).myötävaikutti Walter Suttonin ja Theodor Boverin pian edistämään oletukseen, että nämä elementit sijaitsivat ryhmissä erilaisissa kromosomeissa ytimessä. Siksi perimällisyyden kromosomiteoria oletti, että luonteen siirtymisen laillisuudet perustuvat sytomorfologiaan, erityisesti ydinmorfologiaan sen yksittäisillä kromosomeilla, jotka pitävät identiteettinsä sukupolvien ajan (Coleman 1965; Martins 1999).vaikuttivat oletukseen, jota Walter Sutton ja Theodor Boveri pian edistävät, että nämä elementit sijaitsivat ryhmissä erilaisissa kromosomeissa ytimessä. Siksi perimällisyyden kromosomiteoria oletti, että luonteen siirtymisen laillisuudet perustuvat sytomorfologiaan, erityisesti ydinmorfologiaan sen yksittäisillä kromosomeilla, jotka pitävät identiteettinsä sukupolvien ajan (Coleman 1965; Martins 1999).

Biometrisen koulun alustavasta vastarinnasta huolimatta (Provine 1971; Mackenzie ja Barnes 1979) tietoisuus kasvoi nopeasti, että mahdollisuus riippumattomasta erillisistä perinnöllisistä tekijöistä todennäköisyyslakien mukaan oli nähtävä uuden “paradigman kulmakivenä.”Perintö (Kim 1994). Tämä meni yhteen sen jälkeen, kun Elof Carlson nimitti”yksikköhahmoiseksi virheeksi” (Carlson 1966, luku 4) alkuperäisen epäjärjestyksen jälkeen luomalla kategorinen ero toisaalta geneettisten tekijöiden ja toisaalta piirteiden tai hahmojen välillä käsi. Hallitsevien piirteiden peittovaikutus recessiivisiin nähden ja myöhemmin recessiivisten piirteiden esiintyminen olivat erityisen tärkeitä tämän eron vakauttamisessa (Falk 2001). Lisäksi se vastasi aikaisempaa käsitettä kahdesta aineellisesta järjestelmästä,yhden sukusolun ja toisen kehon, jo Naegeli ja Weismann ovat edistäneet.

Kuitenkin, kuten Correns totesi ensimmäisessä uudessa Mendelian kirjallisuudessaan vuonna 1901 antamassaan katsauksessa,”emme voi ylläpitää ajatusta [perinnöllisten tekijöiden] pysyvästä kiinnittymisestä bakteeriplasmiin, mutta meidän on oletettava, että niiden sekoittuvuuden vuoksi jotkut liikkuvuus ainakin tiettyinä aikoina”, ja jos kromosomaalinen kytkentä oli mahdollinen, mutta ei välttämätön ja yleinen mekanismi rakenteen siirtämiseksi perinnölle, miten selitettiin jakautumisten (Anlagen) peräkkäistä ja säännöllistä fysiologista käyttöönottoa asianmukaisessa kehityksessä organismin? Tämän ongelman ratkaisemiseksi Correns keksi seuraavat, kuten hän kutsui sitä "harhaoppia":

Ehdotan, että Anlagenin lokus, ilman pysyvää kiinnitystä, olisi ytimessä, erityisesti kromosomeissa. Lisäksi oletan protoplasman ytimen ulkopuolella mekanismin, joka huolehtii niiden käytöstä. Sitten Anlagen voidaan sekoittaa niin kuin ne voivat, kuten värilliset pienet kivet kaleidoskoopissa; ja silti ne etenevät oikeaan paikkaan ([1901], lainataan julkaisusta Correns 1924, 279).

Tällä tavoin Correns erotti kahdennenkymmenennen vuosisadan ensimmäisen vuosikymmenen alussa perinnöllisen tilan, jolla oli itsenäinen logiikka ja mittatiedot, toisesta, fysiologisesta ja kehityksellisestä tilasta, jota sytoplasma edustaa. Kahdenkymmenennen vuosisadan ensimmäisen vuosikymmenen lopulla, kun Bateson oli keksinyt termin genetiikka nousevalle uudelle siirtotutkimuksen kentälle vuonna 1906, Wilhelm Johannsen kodifioi tämän eron ottamalla käyttöön genotyypin ja fenotyypin käsitteet vastaavasti näille kahdelle alueelle. Toisin kuin Correns, Johannsen piti genotyyppiä ja fenotyyppiä abstrakteina kokonaisuuksina, rajoittamatta niitä tiettyihin solutiloihin ja pysytellen skeptisesti perintökromosomiteorian suhteen koko elämänsä ajan. Lisäksi genotyypin elementeille Johannsen ehdotti geenin käsitettä,joka hänen mielestään oli käsite”täysin vapaa kaikista hypoteesista” lokalisoinnin ja aineellisen perustuslain suhteen (Johannsen 1909, 124).

Genetiikkayhteisö otti vähitellen huomioon Johannsenin kodifioinnin, joka perustui mikrobiologian "puhtaan kulttuurin" lähestymistapaan, kasvattajien käytäntöihin erottaa "puhtaat linjat" sekä Richard Woltereckin käsitys synnynnäisestä "reaktionormista", ja se on syvästi merkitty kaikki 2000-luvun biologia (Allen 2002, Müller-Wille 2007). Voimme turvallisesti sanoa, että se perusti geenin tutkittavana episteemisenä objektina oikeassa tilassaan, ja sen kanssa”tarkka, kokeellinen perinnöllisyysoppi” (Johannsen 1909, 1), joka keskittyi pelkästään leviämiseen, ei organismi ympäristössään. Jotkut historioitsijat ovat puhuneet geneettisen ja embryologisten hintojen eroamisesta tämän eron suhteen (Allen 1986; Bowler 1989). Toiset katsovat, että tämä erottelu oli itsessään ilmaus varhaisten geneetikkojen embryologisista kiinnostuksista heidän etsiessään”kehitysvaikutteisia muuttujia” (Gilbert 1978; Griesemer 2000). Olipa se mitä tahansa, seurauksena oli, että kahden tilan väliset suhteet, kun ne oli erotettu abstraktiolla, selvitettiin nyt kokeellisesti itsenäisesti (Falk 1995). Michel Morange totesi, että tämä”jako oli loogisesti absurdi” takaapäin, mutta”historiallisesti ja tieteellisesti välttämätöntä” (Morange 2001, 9). Michel Morange totesi, että tämä”jako oli loogisesti absurdi” takaapäin, mutta”historiallisesti ja tieteellisesti välttämätöntä” (Morange 2001, 9). Michel Morange totesi, että tämä”jako oli loogisesti absurdi” takaapäin, mutta”historiallisesti ja tieteellisesti välttämätöntä” (Morange 2001, 9).

Johannsen itse korosti, että genotyyppiä on pidettävä riippumattomana elämähistoriasta ja siten ainakin sen ajan kuluessa, jonka aikana tutkimus toimi, "ahistorisena" kokonaisuutena, joka soveltuu tieteelliseen tarkasteluun, kuten fysiikan ja kemian kohteet (Johannsen 1911, 139; vrt. Churchill 1974; Roll-Hansen 1978 a).”Yksittäisen organismin henkilökohtaiset ominaisuudet eivät missään nimessä aiheuta jälkeläisten ominaisuuksia; mutta sekä esi-isän että jälkeläisen ominaisuudet määräytyvät aivan samalla tavalla seksuaalisten aineiden luonteen perusteella”, Johannsen väitti (Johannsen 1911, 130). Toisin kuin useimmat Mendelians, hän pysyi kuitenkin vakuuttuneena siitä, että genotyypillä olisi kokonaisarkkitehtuuri - kuten tyypin käsitteessä ilmaistaan. Siksi hänellä oli varauksia sen hiukkasluonteen suhteen,ja varoitti erityisesti, että käsitettä "tietyn hahmon geenit" on käytettävä aina varovaisesti, ellei sitä kokonaan jätetä pois (Johannsen 1911, 147). Johannsen pysyi tietoisesti agnostiikana genotyypin ja sen elementtien aineellisen rakenteen suhteen. Hän tunnusti selvästi, että vaikka Mendelian genetiikan kokeellinen järjestelmä, vaikka luonteeltaankin fysiikka tai kemia on tieteellistä, ei edellyttänyt eikä salli minkäänlaista olettamista geneettisten elementtien materiaalista rakenteesta. "Henkilökohtaisesti", hän kirjoitti jo vuonna 1923, "Uskon suureen keskeiseen asiaan, jota ei vielä voida jakaa erillisiin tekijöihin" tunnistaakseen tämän "jotain" organismin erityisluonteen kanssa. "Rypälemehu lentää Morganin loistavissa kokeissa", hän selitti."Jatkavat rypäle-kärpäsiä, vaikka ne menettäisivät kaikki normaalin lentomiehen kannalta tarpeelliset geenit tai jos heillä olisi kaikki huonot geenit, jotka ovat haitallisia tämän geneetologin pienen ystävän hyvinvoinnille" (Johannsen 1923, 137).

Tällä perusteella geenejä pidettiin yhtä abstraktion tilan abstrakteina osina, joiden rakennetta voitiin kuitenkin tutkia mallijärjestöihin ja niiden mutanteihin perustuvien jalostustehtävien näkyvän ja kvantitatiivisen tuloksen avulla. Siitä tuli Thomas Hunt Morganin ja hänen ryhmänsä tutkimusohjelma. Vuodesta 1910-luvun alusta 1930-luvulle Morganin ja heidän seuraajiensa ympäröivä kasvava tutkijayhteisö käytti entistä kehittyneemmillä tavoilla rakennettua hedelmäkärpäsen Drosophila melanogaster -mutantteja tuottaakseen kartan hedelmäkärpäsen genotyypistä, jossa geenit, ja niiden alleelit, jotka on esitetty geneettisinä markkereina, jotka miehittävät tietyn lokuksen yhdellä neljästä kärpäsen homologisesta kromosomiparista (Kohler 1994). Perusoletuksia, jotka mahdollistivat ohjelman toiminnan, olivat geenien sijainti suoranaisessa järjestyksessä eri kromosomeja pitkin (kuten "helmiä narulla", kuten Morgan asetti vuonna 1926, 24), ja että rekombinaatiotapahtumien määrä homologisten kromosomien välillä, toisin sanoen ristin taajuus pelkistysjakautumisen aikana, antoi geenien välisen etäisyyden mitan, määrittelemällä ne samalla rekombinaatioyksiköiksi (Morgan et al. 1915).

Tässä käytännössä fenotyypin tunnistettavia näkökohtia, joiden oletetaan olevan geenien määrittämät suoraan tietoisesti mustalla ruudulla, käytettiin indikaattoreina tai ikkunoina genotyypin muodollisen rakenteen näkymiin. Tätä Moss on nimittänyt”Gene-P: ksi” (P tarkoittaa fenotyyppiä, mutta myös esimuotoilijaa; Moss 2003, 45 - vastineeksi,”Gene-D”, katso alla). Koko uransa ajan Morgan oli tietoinen ohjelmansa muodollisesta luonteesta. Vielä vuonna 1933 Nobel-osoitteensa yhteydessä hän julisti: "Sillä tasolla, jolla geenikokeet ovat, sillä ei ole pienintäkään eroa siinä, onko geeni hypoteettinen yksikkö vai onko geeni aineellinen hiukkas" (Morgan 1935, 3). Erityisesti sillä ei ollut väliä, olivatko yksi-yksi,tai monimutkaisempia suhteita vallitsi geenien ja ominaisuuksien välillä (Waters 1994). Morgan ja hänen koulunsa olivat hyvin tietoisia siitä, että yleensä monet geenit olivat mukana tietyn ominaisuuden, kuten silmien värin, kehittämisessä ja että yksi geeni saattoi vaikuttaa useisiin hahmoihin. Tämän vaikeuden huomioon ottamiseksi ja kokeellisen järjestelmänsä mukaisesti he omaksuivat erilaisen geenikäsityksen. Heille tärkeintä oli geenimuutoksen ja luonteenmuutoksen välinen suhde, ennemmin kuin näiden kokonaisuuksien luonne. Siten ominaisuuden muuttuminen voisi olla kausaalisesti liittyvä yhden geneettisen tekijän muutokseen (tai menetykseen), vaikka yleisesti ottaen olisi uskottavaa, että ominaisuus, kuten silmäväri, itse asiassa määritteli kokonaisen ryhmän eri tavoin vuorovaikutuksessa olevat geenit (Roll-Hansen 1978 b; Schwartz 2000). Morgan ja hänen koulunsa olivat hyvin tietoisia siitä, että yleensä monet geenit olivat mukana tietyn ominaisuuden, kuten silmien värin, kehittämisessä ja että yksi geeni saattoi vaikuttaa useisiin hahmoihin. Tämän vaikeuden huomioon ottamiseksi ja kokeellisen järjestelmänsä mukaisesti he omaksuivat erilaisen geenikäsityksen. Heille tärkeintä oli geenimuutoksen ja luonteenmuutoksen välinen suhde, ennemmin kuin näiden kokonaisuuksien luonne. Siten ominaisuuden muuttuminen voisi olla kausaalisesti liittyvä yhden geneettisen tekijän muutokseen (tai menetykseen), vaikka yleisesti ottaen olisi uskottavaa, että ominaisuus, kuten silmäväri, itse asiassa määritteli kokonaisen ryhmän eri tavoin vuorovaikutuksessa olevat geenit (Roll-Hansen 1978 b; Schwartz 2000). Morgan ja hänen koulunsa olivat hyvin tietoisia siitä, että yleensä monet geenit olivat mukana tietyn ominaisuuden, kuten silmien värin, kehittämisessä ja että yksi geeni saattoi vaikuttaa useisiin hahmoihin. Tämän vaikeuden huomioon ottamiseksi ja kokeellisen järjestelmänsä mukaisesti he omaksuivat erilaisen geenikäsityksen. Heille tärkeintä oli geenimuutoksen ja luonteenmuutoksen välinen suhde, ennemmin kuin näiden kokonaisuuksien luonne. Siten ominaisuuden muuttuminen voisi olla kausaalisesti liittyvä yhden geneettisen tekijän muutokseen (tai menetykseen), vaikka yleisesti ottaen olisi uskottavaa, että ominaisuus, kuten silmäväri, itse asiassa määritteli kokonaisen ryhmän eri tavoin vuorovaikutuksessa olevat geenit (Roll-Hansen 1978 b; Schwartz 2000).monet geenit olivat mukana tietyn ominaisuuden, kuten silmien värin, kehittämisessä, ja että yksi geeni saattoi vaikuttaa useisiin merkkeihin. Tämän vaikeuden huomioon ottamiseksi ja kokeellisen järjestelmänsä mukaisesti he omaksuivat erilaisen geenikäsityksen. Heille tärkeintä oli geenimuutoksen ja luonteenmuutoksen välinen suhde, ennemmin kuin näiden kokonaisuuksien luonne. Siten ominaisuuden muuttuminen voisi olla kausaalisesti liittyvä yhden geneettisen tekijän muutokseen (tai menetykseen), vaikka yleisesti ottaen olisi uskottavaa, että ominaisuus, kuten silmäväri, itse asiassa määritteli kokonaisen ryhmän eri tavoin vuorovaikutuksessa olevat geenit (Roll-Hansen 1978 b; Schwartz 2000).monet geenit olivat mukana tietyn ominaisuuden, kuten silmien värin, kehittämisessä, ja että yksi geeni saattoi vaikuttaa useisiin merkkeihin. Tämän vaikeuden huomioon ottamiseksi ja kokeellisen järjestelmänsä mukaisesti he omaksuivat erilaisen geenikäsityksen. Heille tärkeintä oli geenimuutoksen ja luonteenmuutoksen välinen suhde, ennemmin kuin näiden kokonaisuuksien luonne. Siten ominaisuuden muuttuminen voisi olla kausaalisesti liittyvä yhden geneettisen tekijän muutokseen (tai menetykseen), vaikka yleisesti ottaen olisi uskottavaa, että ominaisuus, kuten silmäväri, itse asiassa määritteli kokonaisen ryhmän eri tavoin vuorovaikutuksessa olevat geenit (Roll-Hansen 1978 b; Schwartz 2000).he omaksuivat geenin erilaisen käsityksen. Heille tärkeintä oli geenimuutoksen ja luonteenmuutoksen välinen suhde, ennemmin kuin näiden kokonaisuuksien luonne. Siten ominaisuuden muuttuminen voisi olla kausaalisesti liittyvä yhden geneettisen tekijän muutokseen (tai menetykseen), vaikka yleisesti ottaen olisi uskottavaa, että ominaisuus, kuten silmäväri, itse asiassa määritteli kokonaisen ryhmän eri tavoin vuorovaikutuksessa olevat geenit (Roll-Hansen 1978 b; Schwartz 2000).he omaksuivat geenin erilaisen käsityksen. Heille tärkeintä oli geenimuutoksen ja luonteenmuutoksen välinen suhde, ennemmin kuin näiden kokonaisuuksien luonne. Siten ominaisuuden muuttuminen voisi olla kausaalisesti liittyvä yhden geneettisen tekijän muutokseen (tai menetykseen), vaikka yleisesti ottaen olisi uskottavaa, että ominaisuus, kuten silmäväri, itse asiassa määritteli kokonaisen ryhmän eri tavoin vuorovaikutuksessa olevat geenit (Roll-Hansen 1978 b; Schwartz 2000).määritettynä kokonaisella ryhmällä erilaisia vuorovaikutteisia geenejä (Roll-Hansen 1978 b; Schwartz 2000).määritettynä kokonaisella ryhmällä erilaisia vuorovaikutteisia geenejä (Roll-Hansen 1978 b; Schwartz 2000).

Tämän geenikonseptin kiehtovuus koostui siitä, että se toimi oikein sovellettuna tarkkuusinstrumenttina kehityksen ja evoluution tutkimuksissa. Yhtäältä klassinen geeni mahdollisti kehitysprosessien tunnistamisen sukupolvien välillä. Seurauksena oli, että klassisen genetiikan menetelmät integroitiin pian niiden menetelmien joukkoon, joita embryologit olivat kehittäneet yhdeksännentoista luvun lopulta kehityksen seuraamiseksi. (Griesemer 2007). Toisaalta matemaattiset populaatiogeneetikot, kuten Ronald A. Fisher, JBS Haldane ja Sewall Wright, voisivat käyttää klassista geeniä yhtä tiukasti ja tarkasti kehittääkseen testattavia matemaattisia malleja, jotka kuvaavat evoluutioon vaikuttavien tekijöiden, kuten valinnan ja mutaation vaikutuksia geneettisesti populaatioiden koostumus (Provine 1971). Seurauksena on, että evoluutio määritettiin uudelleen geenitaajuuksien muutokseksi populaation geenivarannossa, jota kutsutaan yleisesti 1930-luvun lopun ja 1940-luvun alun”evoluutioksi”,”uusdarwinian” tai yksinkertaisesti”moderniksi synteesiksi”. (Mayr & Provine 1980, Gayon 1998). Klassinen geeni, jota pidetään lisääntymisen "kehitysvaiheen invarianttina" ja joka noudattaa pelkästään Mendelian lakeja siirtyessään sukupolvelta toiselle, antoi eräänlaisen inertiaperiaatteen, jota vastaan molemmat kehitysvaiheet (epistaasi, esto, sijaintivaikutukset jne.)) ja evoluutiokertoimet (valinta, mutaatio, eristäminen, rekombinaatio jne.) voitiin mitata äärimmäisen tarkkuudella (Gayon 1995, 74). Katsomme uudelleen evoluutiosynteesin kolmannessa osassa; tämän osan loppuosaan,haluaisimme kääntyä kehitysgenetiikan varhaiseen historiaan, jolla oli tärkeä rooli geenin mahdollisessa”uudelleenkasvautumisessa”.

Huolimatta klassisen geenin muodollisuudesta, 1920-luvulla monien geneetikkojen, muun muassa Morganin opiskelijan Herman J. Mullerin, vakuudeksi tuli, että geenien oli oltava aineellisia hiukkasia. Muller näki geenit, joilla oli pohjimmiltaan kaksi ominaisuutta: autokatalyysi ja heterokatalyysi. Heidän autokatalyyttinen toiminta antoi heille mahdollisuuden toistua siirtoyksikköinä ja siten yhdistää yhden sukupolven genotyyppi seuraavan. Niiden samanaikainen kyky toistaa mutaatioita uskollisesti tapahtuneensa jälkeen antoivat tästä syystä mahdollisuuden evoluutioon. Heterokatalyyttiset kyvyt yhdistivät heidät fenotyyppiin toimintayksiköinä, jotka osallistuivat tietyn merkin ilmaisuun. Omalla kokeellisella työllään Muller lisäsi merkittävän argumentin geenin aineellisuudelle,jotka liittyvät geenin kolmanteen näkökohtaan mutaatioyksikönä. Vuonna 1927 hän raportoi Mendelian-mutaatioiden indusoimisesta Drosophilassa käyttämällä röntgensäteitä. Hän ei ollut ensimmäinen, joka käytti säteilyä mutaatioiden indusoimiseen, mutta erottuu päätelmästään, jonka mukaan röntgensäteet aiheuttivat mutaatioita muuttamalla jonkin verran molekyylirakennetta pysyvästi, mikä aiheutti koko säteilygenetiikan "teollisuuden" 1930-luvulla ja 1940.

Mutta yksin röntgenkuvauksen kokeellinen käytäntö ei voinut avata polkua geenien aineelliseen karakterisointiin perinnöllisyysyksikköinä. Mendelin työn uudelleen löytämisen viidennenkymmenentenä vuosipäivänä vuonna 1950 Muller joutui siten tunnustamaan:”Geeniteorian todellinen ydin näyttää edelleen olevan syvässä tuntemattomassa. Toisin sanoen, meillä ei ole vielä todellista tietoa mekanismista, joka perustuu siihen ainutlaatuiseen ominaisuuteen, joka tekee geenistä geenin - sen kyky aiheuttaa toisen kaltaisen rakenteen synteesi itsessään, [jossa] jopa alkuperäisen geenin mutaatiot kopioidaan. [Emme] tiedä sellaisista asioista vielä kemiassa”(Muller 1951, 95-96).

Samaan aikaan sytologinen työ oli myös lisännyt uskottavuutta geenien on-kromosomien aineellisuuteen. Samalla se kuitenkin mutkisti edelleen klassisen geenin käsitettä. 1930-luvulla sytogenetiikka Theophilus Painter korreloi geneettisten lokusten siirtymän muodolliset mallit Morganian kromosomikarttoilla vastaavilla näkyvillä muutoksilla Drosophilan jättiläisen sylkirauhaskromosomien nauhakuviossa. Barbara McClintock pystyi seuraamaan mikroskoopillaan röntgensäteiden aiheuttamia muutoksia, siirtymiä, inversioita ja deleetioita Zea mays (maissi) -kromosomeissa. Samanaikaisesti Alfred Sturtevant oli 1920-luvun lopulla kokeellisessa teoksessaan Bar-eye-ilmiöstä Drosophilassa osoittanut, mitä kutsuttiin sijaintivaikutukseksi:mutaation ilmentyminen riippui sijainnista, jonka vastaava geeni miehitti kromosomissa. Tämä havainto herätti laaja-alaisia keskusteluja siitä, mitä Muller oli nimittänyt geenin heterokatalyyttiseksi aspektiksi, nimittäin sen toiminnallisesta liittymisestä tietyn fenotyyppisen ominaisuuden ilmentymiseen. Jos geenifunktio riippui sen sijainnista kromosomissa, tuli kyseenalaiseksi, oliko tämä funktio pysyvästi yhteydessä kyseiseen geeniin, tai kuten Richard Goldschmidt myöhemmin oletti, oliko fysiologinen toiminta kokonaan kysymys geneettisen materiaalin järjestämisestä kokonainen eikä hiukkasmaisia geenejä (Goldschmidt 1940; vrt. Dietrich 2000 ja Richmond 2007). Tämä havainto herätti laaja-alaisia keskusteluja siitä, mitä Muller oli nimittänyt geenin heterokatalyyttiseksi aspektiksi, nimittäin sen toiminnallisesta liittymisestä tietyn fenotyyppisen ominaisuuden ilmentymiseen. Jos geenifunktio riippui sen sijainnista kromosomissa, tuli kyseenalaiseksi, oliko tämä funktio pysyvästi yhteydessä kyseiseen geeniin, tai kuten Richard Goldschmidt myöhemmin oletti, oliko fysiologinen toiminta kokonaan kysymys geneettisen materiaalin järjestämisestä kokonainen eikä hiukkasmaisia geenejä (Goldschmidt 1940; vrt. Dietrich 2000 ja Richmond 2007). Tämä havainto herätti laaja-alaisia keskusteluja siitä, mitä Muller oli nimittänyt geenin heterokatalyyttiseksi aspektiksi, nimittäin sen toiminnallisesta liittymisestä tietyn fenotyyppisen ominaisuuden ilmentymiseen. Jos geenifunktio riippui sen sijainnista kromosomissa, tuli kyseenalaiseksi, oliko tämä funktio pysyvästi yhteydessä kyseiseen geeniin, tai kuten Richard Goldschmidt myöhemmin oletti, oliko fysiologinen toiminta kokonaan kysymys geneettisen materiaalin järjestämisestä kokonainen eikä hiukkasmaisia geenejä (Goldschmidt 1940; vrt. Dietrich 2000 ja Richmond 2007).tai kuten Richard Goldschmidt myöhemmin oletti, oliko fysiologisessa toiminnassa kysymys kokonaan geneettisen materiaalin, eikä hiukkasmaisten geenien organisoinnista (Goldschmidt 1940; vrt. Dietrich 2000 ja Richmond 2007).tai kuten Richard Goldschmidt myöhemmin oletti, oliko fysiologisessa toiminnassa kysymys kokonaan geneettisen materiaalin, eikä hiukkasmaisten geenien organisoinnista (Goldschmidt 1940; vrt. Dietrich 2000 ja Richmond 2007).

Tähän mennessä kaikki kokeelliset lähestymistavat uuteen genetiikan kenttään ja sen oletettuihin elementteihin, geeneihin, olivat olleet hiljaa geenin kahdesta perus Mullerian näkökohdasta: sen autokatalyyttisestä ja heterokatalyyttisestä toiminnasta. 1930-luvun loppupuolella Max Delbrückillä oli käsitys siitä, että autokatalyysiin liittyvä kysymys, eli replikaatio, voitaisiin hyökätä tutkimalla faagia, eli bakteereihin replikoituvia viruksia. On kuitenkin huomattu, että hänen 1940-luvulla perustamansa faagijärjestelmä pysyi pitkälti yhtä muodollisena kuin klassisen Drosophila -genetiikan oma. Esimerkiksi Seymour Benzer käytti tätä järjestelmää täysin “klassisella” tavalla lisätäkseen geneettisen kartoituksen tekniikoiden erottelukykyä muutaman nukleotidiparin etäisyyksille valmisten siten pohjaa Francis Cricks -sekvenssin hypoteesille. Mielenkiintoista on, että Benzer päätteli, että”geeni” oli”likainen sana”, koska geenin päätellyt molekyylin mitat funktion, rekombinaation ja mutaation yksikköinä erottuivat selvästi. Tämän seurauksena hän ehdotti, että geenielementtejä kutsutaan vastaavasti cistroneiksi, rekonsoiksi ja mutoneiksi (Holmes 2006).

Samanaikaisesti Alfred Kühn ja hänen ryhmänsä sekä Boris Ephrussi yhdessä George Beadlen kanssa pystyivät avaamaan ikkunan geenin ja sen oletetun fysiologisen toiminnan väliseen tilaan siirtämällä elimiä mutanttisten ja villityyppisten hyönteisten välillä. Tutkiessaan hyönteissilmien pigmentaatiota, he huomasivat, että geenit eivät suoraan aiheuttaneet fysiologisia aineita, mutta että he selvästi aloittivat sen, mitä Kühn kutsui”primaarireaktioksi”, joka johtaa fermenteihin tai entsyymeihin, mikä puolestaan katalysoi tiettyjä vaiheita metabolisen reaktion kaskadeissa.. Vuonna 1941 Kühn teki yhteenvedon tällaisen "kehitysfysiologisen genetiikan" näkökulmasta, kuten hän kutsui sitä:

Me olemme vasta laajan tutkimusalueen alussa. [Meidän] käsitys perinnöllisten piirteiden ilmaisusta muuttuu enemmän tai vähemmän staattisesta ja preformistisesta käsityksestä dynaamiseksi ja epigeneettiseksi. Kromosomien spesifisiin lokuksisiin kartoitettujen yksittäisten geenien muodollisella korrelaatiolla tiettyjen merkkien kanssa on vain rajallinen merkitys. Jokainen hahmojen toteuttamisen askel on niin sanotusti solmu reaktioketjujen verkossa, josta monet geenitoiminnot säteilevät. Yhdellä piirteellä näyttää olevan yksinkertainen korrelaatio yhteen geeniin vain niin kauan kuin saman toimintaketjun ja muiden saman solmun osaan kuuluvien muiden toimintaketjujen muut geenit pysyvät samana. Vain menetelmällisesti johdettu geneettinen,suuren määrän yksittäisten mutaatioiden kehitys- ja fysiologinen analyysi voi vähitellen paljastaa perinnöllisen dispositiota (das Wirkgetriebe der Erbanlagen) (Kühn 1941, 258).

Kühn katsoi kokeilujaan uudelleenorientaation alkuun sen sijaan, mitä hän käsitti siirtogenetiikan uudeksi ennakkoluuloksi (Rheinberger 2000a). Hän vetoaa epigenetiikkaan, joka yhdistäisi geneettiset, kehitys- ja fysiologiset analyysit heterocatalyysin eli geenin ilmentymisen määrittelemiseksi kahden reaktioketjun vuorovaikutuksen seurauksena, joista toinen johtaa geeneistä tiettyihin fermenteihin ja toinen johtaa geenistä tiettyihin fermenteihin. yhdestä metabolisesta välituotteesta seuraavaan näiden fermenttien väliintulolla, johtaen siten monimutkaisiin epigeneettisiin verkostoihin. Mutta hänen oma 1940-luvun kokeellinen käytäntö sai hänet pysymään silmäpigmenttien muodostumispolun loppuun saattamisen yhteydessä Ephestia kühniellassa (jauhokoi). Hän ei yrittänyt kehittää kokeellisia välineitä hyökätäkseen geenien ja entsyymien suhteisiin, jotka ovat itse mukana prosessissa. Toisella puolella Atlanttia Neurospora crassan kulttuurien kanssa työskentelevät George Beadle ja Edward Tatum kodifioivat jälkimmäisen yhteyden yhdeksi geeni-yksi -entsyymihypoteesiksi. Mutta myös heille geenien aineellinen luonne ja tapa, jolla nämä oletetut entiteetit aiheuttivat primaarituotteita, pysyivät vaikeina ja heidän oman biokemiallisen analyysinsa ulottumattomissa.geenien aineellinen luonne ja tapa, jolla nämä oletetut kokonaisuudet aiheuttivat primaarituotteita, pysyivät vaikeina ja niiden oman biokemiallisen analyysin ulottumattomissa.geenien aineellinen luonne ja tapa, jolla nämä oletetut kokonaisuudet aiheuttivat primaarituotteita, pysyivät vaikeina ja niiden oman biokemiallisen analyysin ulottumattomissa.

Siksi 1940-luvulle mennessä klassisen genetiikan geeni oli jo kaukana siitä, että yksinkertainen kokonaisuus vastaa yksinkertaista käsitettä. Geenin käsittämisen tartunnan, rekombinaation, mutaation ja toiminnan yksikönä klassiset geneetikot yhdistivät perinnöllisten ilmiöiden eri näkökohtia, joiden keskinäiset suhteet pääsääntöisesti osoittautuivat olematta yksinkertaisia suhteita toisiinsa. Koska geenin aineellisesta luonteesta ei ole tietoa, klassinen geeni pysyi kuitenkin suurelta osin muodollisena ja toiminnallisena käsitteenä, ts. Sen oli perusteltava epäsuorasti kokeiden tulosten selittämisessä ja ennustamisessa saavutetulla onnistumisella. Tästä puutteesta huolimatta klassiseen genetiikkaan liittyvien eri tutkimuslinjojen kasvavat menestykset johtivat "kovettumiseen" uskoon geeniin erillisenä, aineellisena kokonaisuutena (Falk 2000,323-26).

3. Geeni molekyyligenetiikassa

Entsyyminäkymä geenitoiminnasta, kuten Kühn, Beadle ja Tatum suunnittelivat, vaikkakin varauksellisella varauksella, antoi idealle geneettisestä spesifisyydestä uuden käänteen ja auttoi tasoittamaan tietä geenille, jolle tämä kohta on tarkoitettu (katso myös Kay 1993). Sama voidaan sanoa Oswald Averyn ja hänen kollegoidensa havainnoista 1940-luvun alkupuolella. He puhdistivat yhden bakteerikannan deoksiribonuleiinihapon ja osoittivat kykenevänsä siirtämään kannan tarttuvat ominaisuudet toiseen, vaarattomaan. Historiallinen polku, joka johti ymmärtämään molekyylin geenin luonnetta, ei kuitenkaan ollut suoraa seurausta klassiselle genetiikalle (vrt. Olby 1974 ja Morange 2000a). Se oli pikemminkin sisällytetty biologian yleiseen molekyylisointiin, jota ohjaa vasta kehitettyjen fysikaalisten ja kemiallisten menetelmien ja välineiden käyttö biologian ongelmiin, myös genetiikan ongelmiin. Näiden menetelmien joukossa olivat ultrakestrifugointi, röntgenkristallografia, elektronimikroskopia, elektroforeesi, makromolekyylisekvensointi ja radioaktiivinen jäljitys. Biologisessa päässä se luottaa siirtymiseen uusiin, suhteellisen yksinkertaisiin malli-organismeihin, kuten yksisoluisiin sieniin, bakteereihin, viruksiin ja faagiin. Uusi fyysisesti ja kemiallisesti ohjattu in vitro -biologian viljelmä johti siihen, että suuret osat eivät enää lepää ehjien organismien läsnäollessa tietyssä koejärjestelmässä (Rheinberger 1997; Landecker 2007). Näiden menetelmien joukossa olivat ultrakestrifugointi, röntgenkristallografia, elektronimikroskopia, elektroforeesi, makromolekyylisekvensointi ja radioaktiivinen jäljitys. Biologisessa päässä se luottaa siirtymiseen uusiin, suhteellisen yksinkertaisiin malli-organismeihin, kuten yksisoluisiin sieniin, bakteereihin, viruksiin ja faagiin. Uusi fyysisesti ja kemiallisesti ohjattu in vitro -biologian viljelmä johti siihen, että suuret osat eivät enää lepää ehjien organismien läsnäollessa tietyssä koejärjestelmässä (Rheinberger 1997; Landecker 2007). Näiden menetelmien joukossa olivat ultrakestrifugointi, röntgenkristallografia, elektronimikroskopia, elektroforeesi, makromolekyylisekvensointi ja radioaktiivinen jäljitys. Biologisessa päässä se luottaa siirtymiseen uusiin, suhteellisen yksinkertaisiin malli-organismeihin, kuten yksisoluisiin sieniin, bakteereihin, viruksiin ja faagiin. Uusi fyysisesti ja kemiallisesti ohjattu in vitro -biologian viljelmä johti siihen, että suuret osat eivät enää lepää ehjien organismien läsnäollessa tietyssä koejärjestelmässä (Rheinberger 1997; Landecker 2007). Uusi fyysisesti ja kemiallisesti ohjattu in vitro -biologian viljelmä johti siihen, että suuret osat eivät enää lepää ehjien organismien läsnäollessa tietyssä koejärjestelmässä (Rheinberger 1997; Landecker 2007). Uusi fyysisesti ja kemiallisesti ohjattu in vitro -biologian viljelmä johti siihen, että suuret osat eivät enää lepää ehjien organismien läsnäollessa tietyssä koejärjestelmässä (Rheinberger 1997; Landecker 2007).

Kolme linjaa kokeellista tutkimusta osoittautui ratkaisevaksi molekyyligenetiikan kehittämisessä suppeassa merkityksessä. He eivät olleet yhteydessä toisiinsa, kun he saivat vauhtia 1940-luvun lopulla, mutta ne sattuivat sulautumaan 1960-luvun alussa, jolloin syntyi mahtava uusi kuva. Ensimmäinen näistä kehityksistä oli deoksiribonukleiinihapon (DNA) rakenteen selvittäminen makromolekyylisenä kaksoisheeliksinä, jonka tekivät Francis Crick ja James D. Watson vuonna 1953. Tämä työ perustui kemiallisiin tietoihin molekyylin emäskoostumuksesta, jonka toimitti Erwin Chargaff., Rosalind Franklinin ja Maurice Wilkinsin tuottamasta röntgenkristalografiasta ja Linus Paulingin kehittämästä mekaanisesta mallinrakennuksesta. Tuloksena oli kuva nukleiinihappo kaksoisjuosteesta, jonka neljä emästä (adeniini, tymiini, guaniini,Sytosiini) muodosti komplementaarisia pareja (AT, GC), jotka voitiin järjestää kaikissa mahdollisissa yhdistelmissä pitkiksi lineaarisiksi sekvensseiksi. Samanaikaisesti tuo molekyylimalli ehdotti tyylikästä mekanismia molekyylin päällekkäisyyksille. Jaksojen avaaminen ja kahden uuden juosteen syntetisointi, joka täydentävät vastaavasti kutakin erotettua säiettä, riittäisi kahden samanlaisen heliksin luomiseksi yhdestä. Tämä todellakin osoittautui tapaukseksi, vaikka kopiointiprosessin katsottiin olevan riippuvainen monimutkaisesta molekyylin replikaatiokoneistosta. Siten DNA-kaksoiskierukan rakenteella oli kaikki ominaisuudet, joita odotettiin autokatalyyttisenä perinnöllisenä kokonaisuutena toimivasta molekyylistä (Chadarevian 2002). Samanaikaisesti tuo molekyylimalli ehdotti tyylikästä mekanismia molekyylin päällekkäisyyksille. Jaksojen avaaminen ja kahden uuden juosteen syntetisointi, joka täydentävät vastaavasti kutakin erotettua säiettä, riittäisi kahden samanlaisen heliksin luomiseksi yhdestä. Tämä todellakin osoittautui tapaukseksi, vaikka kopiointiprosessin katsottiin olevan riippuvainen monimutkaisesta molekyylin replikaatiokoneistosta. Siten DNA-kaksoiskierukan rakenteella oli kaikki ominaisuudet, joita odotettiin autokatalyyttisenä perinnöllisenä kokonaisuutena toimivasta molekyylistä (Chadarevian 2002). Samanaikaisesti tuo molekyylimalli ehdotti tyylikästä mekanismia molekyylin päällekkäisyyksille. Jaksojen avaaminen ja kahden uuden juosteen syntetisointi, joka täydentävät vastaavasti kutakin erotettua säiettä, riittäisi kahden samanlaisen heliksin luomiseksi yhdestä. Tämä todellakin osoittautui tapaukseksi, vaikka kopiointiprosessin katsottiin olevan riippuvainen monimutkaisesta molekyylin replikaatiokoneistosta. Siten DNA-kaksoiskierukan rakenteella oli kaikki ominaisuudet, joita odotettiin autokatalyyttisenä perinnöllisenä kokonaisuutena toimivasta molekyylistä (Chadarevian 2002). Jaksojen avaaminen ja kahden uuden juosteen syntetisointi, joka täydentävät vastaavasti kutakin erotettua säiettä, riittäisi kahden samanlaisen heliksin luomiseksi yhdestä. Tämä todellakin osoittautui tapaukseksi, vaikka kopiointiprosessin katsottiin olevan riippuvainen monimutkaisesta molekyylin replikaatiokoneistosta. Siten DNA-kaksoiskierukan rakenteella oli kaikki ominaisuudet, joita odotettiin autokatalyyttisenä perinnöllisenä kokonaisuutena toimivasta molekyylistä (Chadarevian 2002). Jaksojen avaaminen ja kahden uuden juosteen syntetisointi, joka täydentävät vastaavasti kutakin erotettua säiettä, riittäisi kahden samanlaisen heliksin luomiseksi yhdestä. Tämä todellakin osoittautui tapaukseksi, vaikka kopiointiprosessin katsottiin olevan riippuvainen monimutkaisesta molekyylin replikaatiokoneistosta. Siten DNA-kaksoiskierukan rakenteella oli kaikki ominaisuudet, joita odotettiin autokatalyyttisenä perinnöllisenä kokonaisuutena toimivasta molekyylistä (Chadarevian 2002).

Toinen molekyyligenetiikan muodostanut kokeilulinja oli proteiinien biosynteesiprosessin in vitro -karakterisointi, johon monet biokemiallisesti toimivat tutkijat osallistuivat, mukaan lukien Paul Zamecnik, Mahlon Hoagland, Paul Berg, Fritz Lipmann, Marshall Nirenberg ja Heinrich Matthaei. Se alkoi 1940-luvulla suurelta osin pyrkimyksenä ymmärtää pahanlaatuisten kasvainten kasvu. 1950-luvun aikana kävi ilmeiseksi, että prosessi vaati RNA-templaattia, jonka alun perin ajateltiin olevan osa mikrosomeja, joilla aminohappojen kokoonpano tapahtui. Lisäksi kävi ilmi, että aminohappojen kondensaatioprosessia välitti siirtomolekyyli, jolla on nukleiinihapon ominaisuudet ja kyky kantaa aminohappoa. Seurauksena ollut ajatus, että se oli lineaarinen ribonukleiinihapposekvenssi, joka oli johdettu yhdestä DNA-juosteesta, joka ohjasi aminohappojen tai polypeptidin lineaarisen sekvenssin synteesiä ja että tätä prosessia välitti adapterimolekyyli, vahvistettiin pian kokeellisesti (Rheinberger 1997). Näiden kahden molekyyliluokan välisen suhteen todettiin lopulta hallitsevan nukleiinihappo-triplettikoodilla, joka koostui kolmesta emäksestä kerrallaan määrittäen yksi aminohappo (Kay 2000, ch. 6); siis sekvenssihypoteesi ja molekyylibiologian keskeinen dogma, jonka Francis Crick muotoili 1950-luvun lopulla:Näiden kahden molekyyliluokan välisen suhteen todettiin lopulta hallitsevan nukleiinihappo-triplettikoodilla, joka koostui kolmesta emäksestä kerrallaan määrittäen yksi aminohappo (Kay 2000, ch. 6); siis sekvenssihypoteesi ja molekyylibiologian keskeinen dogma, jonka Francis Crick muotoili 1950-luvun lopulla:Näiden kahden molekyyliluokan välisen suhteen todettiin lopulta hallitsevan nukleiinihappo-triplettikoodilla, joka koostui kolmesta emäksestä kerrallaan määrittäen yksi aminohappo (Kay 2000, ch. 6); siis sekvenssihypoteesi ja molekyylibiologian keskeinen dogma, jonka Francis Crick muotoili 1950-luvun lopulla:

Yksinkertaisimmassa muodossaan [sekvenssihypoteesi] oletetaan, että nukleiinihappokappaleen spesifisyys ilmaistaan yksinomaan sen emäksien sekvenssillä ja että tämä sekvenssi on (yksinkertainen) koodi tietyn proteiinin aminohapposekvenssille. [Keskeinen dogma] toteaa, että kun”tieto” on siirtynyt proteiineihin, se ei pääse ulos. Yksityiskohtaisemmin, tiedon siirtäminen nukleiinihaposta nukleiinihapoksi tai nukleiinihaposta proteiiniin voi olla mahdollista, mutta siirto proteiineista proteiineille tai proteiineista nukleiinihapoille on mahdotonta. Tiedot tarkoittavat tässä tarkkaa sekvenssin määrittämistä, joko emäksistä nukleiinihapossa tai aminohappotähteistä proteiinissa (Crick 1958, 152-153).

Näiden kahden perustavanlaatuisen oletuksen myötä syntyi uusi näkemys biologisesta spesifisyydestä. Se oli keskittynyt molekyylijärjestyksen siirtämiseen yhdestä makromolekyylistä toiseen. Yhdessä molekyylissä järjestys säilyy rakenteellisesti; toisessa se ilmenee ja tarjoaa perustan biologiselle toiminnalle. Tästä siirtoprosessista luonnehdittiin molekyylin tiedonsiirtoa. Tästä eteenpäin geenejä voidaan pitää deoksiribonukleiinihapon (tai tietyissä viruksissa esiintyvän ribonukleiinihapon) jaksoina, jotka sisältävät tietyn proteiinin kokoonpanoa koskevat tiedot. Molempien molekyylien ajateltiin siten olevan kolineaarisia, ja tämä todellakin osoittautui tilanteeksi monille bakteerigeeneille. Viime kädessä molemmat Mullerin vaatimat geenit, nimittäin autokatalyysi ja heterokatalyysi,havaittiin tukeutuvan yhteen ja samaan stereokemialliseen periaatteeseen: Nukleiinihappojen rakennuslohkojen C / G ja A / T (R RNA: n tapauksessa) emäksen komplementaarisuus vastasi molemmat geneettisen informaation todenmukaisesta päällekkäisyydestä prosessin aikana. replikaatiota ja geneettisen koodin välityksellä geneettisen informaation muuntamiseksi biologiseksi funktiona transkription avulla RNA: han ja translaation proteiineihin.

Koodi osoittautui lähes universaali kaikille elävien olentojen luokille, samoin kuin transkription ja käännöksen mekanismit. Genotyyppi muutettiin siten uudelleen geneettisen tiedon universaaliksi varastoksi, jota joskus käsitellään myös geneettisenä ohjelmana. Puhe DNA: sta, joka ilmentää geneettistä "tietoa", joka on "elämän suunnitelma", joka hallitsi julkista keskustelua tähän päivään saakka, syntyi fyysisten ja biotieteiden erikoisesta yhteydestä toisen maailmansodan aikana Erwin Schrödingerin "Mikä on elämä" kanssa? inspiraation lähteenä (Schrödinger 1944) ja kybernetiikka silloin johtava oppiaine monimutkaisten järjestelmien tutkimuksessa. On kuitenkin korostettava, että ensimmäiset yritykset”murtaa” DNA-koodi puhtaasti salausmenetelmin joutuivat pian umpikujaan. Viimeinkin biokemiat avasivat geneettisen koodin kurinsa edistyneillä työkaluilla (Judson 1996; Kay 2000).

Jotta DNA: n käsitettä voidaan kehittää edelleen "ohjelmaan", meidän on harkittava ylimääräistä kolmatta koekiertoa, lukuun ottamatta DNA: n rakenteen ja proteiinisynteesin mekanismien selvittämistä. Tämä kokeilulinja tuli ulos bakteerigenetiikan fuusiosta indusoitavan sokeria metaboloivien entsyymien järjestelmän biokemiallisella karakterisoinnilla. Se oli suurelta osin François Jacobin ja Jacques Monodin työtä, ja se johti 1960-luvun alussa Messenger-RNA: n tunnistamiseen geenien ja proteiinien välittäjäksi ja geenien aktivoinnin sääntelymallin, ns. operon-malli, jossa erotettiin kaksi geeniluokkaa: Yksi luokka oli rakennegeenien luokka. Niiden oletetaan sisältävän”rakenteelliset tiedot” tiettyjen polypeptidien tuottamiseksi. Toinen luokka oli säätelygeenien luokka. Niiden oletettiin osallistuvan rakenteellisen tiedon ilmaisun sääntelyyn (kuinka tästä erottelusta on viime aikoina haastettu, keskustellaan Piro 2011). Kolmas DNA-elementti, joka osallistui operonin säätelysilmukkaan, oli sitoutumiskohta tai signaalisekvenssi, jota ei transkriboitu ollenkaan.

Nämä kolme elementtiä, rakennegeenit, säätelevät geenit ja signaalisekvenssit tarjosivat puitteet itse genotyypin tarkastelemiseksi järjestäytyneenä, hierarkkisena järjestelmänä, "geneettisenä ohjelmana", kuten Jacob väitti, lisäämättä heti, että se oli hyvin erikoinen ohjelma, nimittäin se, joka tarvitsi omia tuotteitaan toteuttamiseen:”Ohjelman lakkaamaton suorittaminen on erottamaton sen toteutuksesta. Sillä ainoat geneettisen viestin tulkitsevat elementit ovat kyseisen viestin tuotteet”(Jacob 1976, 297). Jos otamme tämän näkemyksen vakavasti, vaikka koko käsitys näyttää ympyrältä ja sitä on kritisoitu sellaisenaan (Keller 2000), viime kädessä organismi tulkitsee tai “rekrytoi” rakennegeenejä aktivoimalla tai estämällä säätelygeenejä, jotka hallita heidän ilmaisuaan.

Jacobin ja Monodin operonimalli merkitsi siten molekyylin geenin yksinkertaisen, informatiivisen käsitteen sateellista päätä. 1960-luvun alusta lähtien kuva geenien ilmentymisestä on tullut huomattavasti monimutkaisemmaksi (seuraavaa varten vertaa Rheinberger 2000b). Lisäksi suurin osa korkeampien organismien genomeista näyttää sisältävän valtavia DNA-alueita, joille ei vielä voida antaa mitään toimintoa. "Ei-koodaavat", mutta toiminnallisesti spesifiset, säätelevät DNA-elementit ovat lisääntyneet: On olemassa promoottori- ja terminaattorisekvenssejä; ylä- ja alavirtaan aktivoivat elementit transkriptoiduilla tai transkriboimattomilla, transloiduilla tai transloimattomilla alueilla; johtajasekvenssit; ulkoisesti ja sisäisesti transkriptoidut välikappaleet ennen rakennegeenejä, niiden välillä ja jälkeen; toistuvat elementit ja tandemisesti toistetut sekvenssit, kuten satelliitit,Eri luokkien ja kokoisten LINE-sekvenssejä (pitkät välissä olevat sekvenssit) ja SINE-sekvenssejä (lyhyet intersoituja sekvenssejä). Kun otetaan huomioon näiden elementtien kaikki hämmentävät yksityiskohdat, ei ole yllättävää, että niiden molekyylin toiminta ei ole vielä kaukana täysin ymmärretystä (yleiskatsaus katso Fischer 1995).

Mitä tulee transkriptioon, ts. RNA-kopion synteesiin DNA-sekvenssistä, yhdestä ja samasta DNA-juosteesta on löydetty päällekkäisiä lukukehyksiä, ja proteiinia koodaavien jaksojen on havaittu johtuvan molemmista DNA-juosteista kaksoiskierre päällekkäin. Transkription jälkeisillä modifikaatiotasoilla kuva on tullut yhtä monimutkaiseksi. Jo 1960-luvulla havaittiin, että DNA-transkriptit, kuten siirto RNA ja ribosomaalinen RNA, oli leikattava ja kypsytettävä monimutkaisella entsymaattisella tavalla toimiviksi molekyyleiksi, ja että eukaryootien lähetti-RNA: ille tehtiin laaja transkription jälkeinen modifikaatio molemmissa 5'-päistään. (korkki) ja niiden 3'-päät (polyadenylaatio) ennen kuin he olivat valmiita menemään käännöskoneisiin. 1970-luvulla kaikkien yllätykseksiPhillip Allen Sharp ja Richard J. Roberts havaitsivat itsenäisesti, että eukaryoottiset geenit koostuivat moduuleista ja että transkription jälkeen intronit leikattiin pois ja eksonit silmukoitiin toisiinsa funktionaalisen viestin tuottamiseksi.

"Geeniä palasina" (Gilbert 1978) oli yksi ensimmäisistä rekombinantti-DNA-tekniikan tieteellisistä jälkeläisistä, ja tämä tekniikka on sittemmin jatkanut hyvää toimintaansa genomin odottamattomille näkymille ja sen yksiköiden prosessoinnille. Yhdistetty lähettiläs voi joskus käsittää vain kymmenen prosenttia tai vähemmän murto-osan ensisijaisesta tekstistä. 1970-luvun lopusta lähtien, molekyylibiologit ovat tottuneet erilaisiin RNA: n silmukointiin, autokatalyyttiseen itse silmukointiin, yhden ainoan transkriptin vaihtoehtoiseen silmukointiin, jotta saadaan erilaisia viestejä, ja jopa erilaisista primaarisista transkripteista, jopa silmukoimiseen, yhden hybridi-sanoman tuottamiseksi. Aplysian munintahormonin tapauksessa, ottaen vain yksi esimerkki, yksi ja sama DNA-osio saa aikaan yksitoista proteiinituotetta, jotka osallistuvat tämän etanan lisääntymiskäyttäytymiseen. Lopuksivielä yhden mekanismin tai pikemminkin mekanismien luokan on havaittu toimivan RNA-kopioiden tasolla. Sitä kutsutaan Messenger RNA -editointiin. Tässä tapauksessa - joka tällä välin ei ole osoittautunut vain joidenkin trypanosomien eksoottiseksi uteliaisuudeksi - alkuperäistä transkriptiota ei vain leikata ja liittää, vaan sen nukleotidisekvenssiä muutetaan systemaattisesti transkription jälkeen. Nukleotidikorvaus tapahtuu ennen translaation alkamista, ja sitä välittävät erilaiset ohjaus-RNA: t ja entsyymit, jotka leikkaavat vanhoja ja insertoivat uusia nukleotidejä monin eri tavoin, jolloin saadaan tuote, joka ei enää ole komplementaarinen DNA-osuudelle, josta se alun perin johdettiin, ja proteiini, joka ei enää ole lineaarinen DNA-sekvenssin kanssa klassisessa molekyylibiologisessa mielessä.luokan mekanismeja on havaittu toimivan RNA-transkriptien tasolla. Sitä kutsutaan Messenger RNA -editointiin. Tässä tapauksessa - joka tällä välin ei ole osoittautunut vain joidenkin trypanosomien eksoottiseksi uteliaisuudeksi - alkuperäistä transkriptiota ei vain leikata ja liittää, vaan sen nukleotidisekvenssiä muutetaan systemaattisesti transkription jälkeen. Nukleotidikorvaus tapahtuu ennen translaation alkamista, ja sitä välittävät erilaiset ohjaus-RNA: t ja entsyymit, jotka leikkaavat vanhoja ja insertoivat uusia nukleotidejä monin eri tavoin, jolloin saadaan tuote, joka ei enää ole komplementaarinen DNA-osuudelle, josta se alun perin johdettiin, ja proteiini, joka ei enää ole lineaarinen DNA-sekvenssin kanssa klassisessa molekyylibiologisessa mielessä.luokan mekanismeja on havaittu toimivan RNA-transkriptien tasolla. Sitä kutsutaan Messenger RNA -editointiin. Tässä tapauksessa - joka tällä välin ei ole osoittautunut vain joidenkin trypanosomien eksoottiseksi uteliaisuudeksi - alkuperäistä transkriptiota ei vain leikata ja liittää, vaan sen nukleotidisekvenssiä muutetaan systemaattisesti transkription jälkeen. Nukleotidikorvaus tapahtuu ennen translaation alkamista, ja sitä välittävät erilaiset ohjaus-RNA: t ja entsyymit, jotka leikkaavat vanhoja ja insertoivat uusia nukleotidejä monin eri tavoin, jolloin saadaan tuote, joka ei enää ole komplementaarinen DNA-osuudelle, josta se alun perin johdettiin, ja proteiini, joka ei enää ole lineaarinen DNA-sekvenssin kanssa klassisessa molekyylibiologisessa mielessä. Tässä tapauksessa - joka tällä välin ei ole osoittautunut vain joidenkin trypanosomien eksoottiseksi uteliaisuudeksi - alkuperäistä transkriptiota ei vain leikata ja liittää, vaan sen nukleotidisekvenssiä muutetaan systemaattisesti transkription jälkeen. Nukleotidikorvaus tapahtuu ennen translaation alkamista, ja sitä välittävät erilaiset ohjaus-RNA: t ja entsyymit, jotka leikkaavat vanhoja ja insertoivat uusia nukleotidejä monin eri tavoin, jolloin saadaan tuote, joka ei enää ole komplementaarinen DNA-osuudelle, josta se alun perin johdettiin, ja proteiini, joka ei enää ole lineaarinen DNA-sekvenssin kanssa klassisessa molekyylibiologisessa mielessä. Tässä tapauksessa - joka tällä välin ei ole osoittautunut vain joidenkin trypanosomien eksoottiseksi uteliaisuudeksi - alkuperäistä transkriptiota ei vain leikata ja liittää, vaan sen nukleotidisekvenssiä muutetaan systemaattisesti transkription jälkeen. Nukleotidikorvaus tapahtuu ennen translaation alkamista, ja sitä välittävät erilaiset ohjaus-RNA: t ja entsyymit, jotka leikkaavat vanhoja ja insertoivat uusia nukleotidejä monin eri tavoin, jolloin saadaan tuote, joka ei enää ole komplementaarinen DNA-osuudelle, josta se alun perin johdettiin, ja proteiini, joka ei enää ole lineaarinen DNA-sekvenssin kanssa klassisessa molekyylibiologisessa mielessä. Nukleotidikorvaus tapahtuu ennen translaation alkamista, ja sitä välittävät erilaiset ohjaus-RNA: t ja entsyymit, jotka leikkaavat vanhoja ja insertoivat uusia nukleotidejä monin eri tavoin, jolloin saadaan tuote, joka ei enää ole komplementaarinen DNA-osuudelle, josta se alun perin johdettiin, ja proteiini, joka ei enää ole lineaarinen DNA-sekvenssin kanssa klassisessa molekyylibiologisessa mielessä. Nukleotidikorvaus tapahtuu ennen translaation alkamista, ja sitä välittävät erilaiset ohjaus-RNA: t ja entsyymit, jotka leikkaavat vanhoja ja insertoivat uusia nukleotidejä monin eri tavoin, jolloin saadaan tuote, joka ei enää ole komplementaarinen DNA-osuudelle, josta se alun perin johdettiin, ja proteiini, joka ei enää ole lineaarinen DNA-sekvenssin kanssa klassisessa molekyylibiologisessa mielessä.

Komplikaatiot molekyylibiologisen geenin kanssa jatkuvat translaatiotasolla, ts. Polypeptidin synteesissä mRNA-molekyylin kolmoisjärjestyksen mukaisesti. On löytöjä, kuten translaation alkamiset eri aloituskodoneista samassa ja samassa messenger-RNA: ssa; tapaukset pakollisesta kehyksensiirrosta tietyn viestin sisällä, ilman mitä toimimaton polypeptidi johtaisi; ja translaation jälkeinen proteiinimodifikaatio, kuten aminohappojen poistaminen transloidun polypeptidin aminoterminaalista. On olemassa toinen havainto, jota kutsutaan proteiinin silmukoitumiseksi, ja tapauksia on raportoitu 1990-luvun alusta. Tässä osia alkuperäisestä translaatiotuotteesta on pilkottava (inteins) ja muut on liitettävä yhteen (exteins) ennen funktionaalisen proteiinin tuottoa. Ja lopuksi,viimeaikainen kehitys translaation kentältä on, että ribosomi pystyy kääntämään kaksi erilaista lähetti-RNA: ta yhdeksi polypeptidiksi. François Gros on elämänsä jälkeen molekyylibiologiassa tullut melko paradoksaalisesti vaikuttavalle johtopäätökselle, että tämän hämmentävän monimutkaisuuden vuoksi "räjähtänyt geeni" le gène éclaté voitaisiin määritellä, jos ollenkaan, vain "tuotteilla, jotka johtuvat sen aktiivisuus”, ts. funktionaaliset molekyylit, joita se synnyttää (Gros 1991, 297). Mutta näyttää vaikealtä, jos sitä pohditaan, noudattaa Grosin neuvoja sellaisesta käänteisestä määritelmästä, koska fenotyyppi määrittelee genotyypin.on tullut melko paradoksaalisesti kuulostavalta päätelmältä, että tämän hämmentävän monimutkaisuuden vuoksi "räjähtänyt geeni" le gène éclaté voitaisiin määritellä, jos ollenkaan, vain "tuotteilla, jotka johtuvat sen toiminnasta", toisin sanoen toiminnallisista molekyyleistä jota se synnyttää (Gros 1991, 297). Mutta näyttää vaikealtä, jos sitä pohditaan, noudattaa Grosin neuvoja sellaisesta käänteisestä määritelmästä, koska fenotyyppi määrittelee genotyypin.on tullut melko paradoksaalisesti kuulostavalta päätelmältä, että tämän hämmentävän monimutkaisuuden vuoksi "räjähtänyt geeni" le gène éclaté voitaisiin määritellä, jos ollenkaan, vain "tuotteilla, jotka johtuvat sen toiminnasta", toisin sanoen toiminnallisista molekyyleistä jota se synnyttää (Gros 1991, 297). Mutta näyttää vaikealtä, jos sitä pohditaan, noudattaa Grosin neuvoja sellaisesta käänteisestä määritelmästä, koska fenotyyppi määrittelee genotyypin.kuten fenotyyppi tulisi määrittelemään genotyyppi.kuten fenotyyppi tulisi määrittelemään genotyyppi.

Viimeisimmät genomin rakennetta ja toimintaa koskevat keskustelut ovat keskittyneet Encyclopedia of DNA Elements (ENCODE) -hankkeeseen. Hankkeen tavoitteena oli tunnistaa kaikki genomin toiminnalliset elementit. Konsortion tähänastisen työn tulokset tekevät jo tunnetut poikkeamat klassisesta molekyyligeenimallista, koska säätelyalueiden reunustama jatkuva proteiinia koodaava alue näyttää olevan pikemminkin sääntö kuin poikkeus. Encode-tutkijat havaitsivat suurelta osin päällekkäisyydet transkripteilla, tuotteilla, jotka on johdettu laajasti erotetuista DNA-sekvenssin palasista, ja tietyssä geenissä laajalti hajaantuneilla säätelysekvensseillä. Tulokset vahvistavat myös sen, että suurin osa genomista transkriptioidaan, ja korostavat funktionaalisten ei-proteiineja koodaavien RNA-kopioiden merkitystä ja läpäisevyyttä, jotka ovat syntyneet viimeisen vuosikymmenen aikana ja jotka viittaavat”valtavaan piilotettuun RNA-säätelytoimien kerrokseen” (Mattick 2007). Näiden havaintojen perusteella on ehdotettu geenin määritelmää, jonka mukaan "geeni on genomisten sekvenssien liitto, joka koodaa koherenttia ryhmää mahdollisesti päällekkäisiä funktionaalisia tuotteita". (Gerstein et ai 2007, 677). Tällaiset määritelmät palvelevat pääasiassa merkintäongelman ratkaisemista (Baetu 2012), josta tulee erityisen tärkeitä bioinformatiikan kasvavan merkityksen ja johdonmukaista ontologiaa vaativien tietokantojen käytön yhteydessä (Leonelli 2008). Kiistanalaisempi on käsite toiminnasta. ENCODE-konsortion mukaan heidän tietojensa ansiosta he "pystyivät määrittämään biokemialliset toiminnot 80%: lle genomista". (ENCODE Project Consortium 2012, 57), huolimatta siitä, että konservatiivisten arvioiden mukaan vain 3–8% emäksistä on puhdistavan valinnan alla, mikä yleensä tarkoittaa sekvenssitoimintoa. Kriitikot ovat väittäneet, että funktion etiologinen käsitys, jonka mukaan funktio on valittu vaikutus, on tarkoituksenmukaisempi funktionaalisen genomiikan yhteydessä (Doolittle ym. 2014), kun taas toiset väittävät, että DNA-juosteen mikä tahansa syy-rooli saattaa olla merkityksellisiä, etenkin lääketieteellisessä tutkimuksessa (katso Germain ym. 2014 keskustelua käsitteleväksi filosofiseksi otteeksi). Kuten olemme huomanneet geenikonseptin historian aiemmissa käännöksissä, nämä kehitykset ovat johtaneet tekniseen kehitykseen,erityisesti syvässä RNA-sekvensoinnissa ja proteiini-DNA-vuorovaikutusten tunnistamisessa.

Yhteenvetona voidaan todeta Falkin (2000, 327) kanssa, että toisaalta autokatalyyttinen ominaisuus, joka kerran annettiin geenille alkuaineyksikkönä, on vapautunut kokonaan DNA: han. Replikaatiota ei voida enää pitää spesifisenä geenille sellaisenaan. Loppujen lopuksi koodaavien alueiden rajat eivät välitä DNA: n replikaatioprosessia. Toisaalta, kuten monet kohtauksen tarkkailijat ovat huomauttaneet (Kitcher 1982; Gros 1991; Morange 2001; Portin 1993; Fogle 2000), on yhä vaikeampaa määritellä geenin selkeät ominaisuudet funktionaalisena yksikönä, jolla on heterokatalyyttinen vaikutus. ominaisuudet. On tullut valintakysymys asiayhteydellisissä rajoituksissa, mitkä sekvenssielementit sisällytetään ja mitkä poistetaan geenin toiminnallisessa karakterisoinnissa. Siksi jotkut ovat omaksuneet moniarvoisen asenteen geenikonsepteihin. (Burian 2004).

Tähän tilanteeseen on ollut erilaisia reaktioita. Tutkijat, kuten Thomas Fogle ja Michel Morange, myöntävät, että geeniksi laskettavaa määritelmää ei ole enää tarkka. Mutta he eivät ole huolestuneita tästä tilanteesta ja ovat valmiita jatkamaan puhumistaan geeneistä moniarvoisella, asiayhteydessä ja käytännöllisellä tavalla (Fogle 1990, 2000; Morange 2000b). Elof Carlson ja Petter Portin ovat myös todenneet, että nykyinen geenikonsepti on abstrakti, yleinen ja avoin huolimatta siitä tai vain siitä syystä, että nykyinen tieto geneettisen materiaalin rakenteesta ja organisaatiosta on tullut niin kattava ja niin yksityiskohtainen. Mutta he, kuten Richard Burian (1985), käyttävät avoimia käsitteitä, joilla on suuri viitepotentiaali, paitsi alijäämänä elääkseen myös potentiaalisesti tuottavana välineenä tieteessä. Tällaiset konseptit tarjoavat vaihtoehtoja ja jättävät valinnat avoimiksi (Carlson 1991, Portin 1993). Filosofi Philip Kitcher, joka johti geenin molekyylituloihin, kiitti jo noin 25 vuotta sitten geenin "heterogeenistä referenssipotentiaalia" hyveenä ja teki ultraliberaalin päätelmän, että "geenin molekyylibiologiaa ei ole. Geneettisestä materiaalista on vain molekyylibiologiaa”(Kitcher 1982, 357).

Geenimateriaalin autokatalyyttisen ja evoluutioulottuvuuden kannalta geeneille osoitettu lisääntymistoiminto on osoittautunut koko genomin funktioksi. Replikoitumisprosessi, toisin sanoen genetiikan siirto-osa, sellaisenaan on paljastunut monimutkaiseksi molekyyliprosessiksi, jonka monipuolisuus, joka ei rajoitu pelkästään geenin sekoitukseen meioottisen rekombinaation aikana, muodostaa evoluutiosäiliön ja sitä johtaa erittäin monimutkainen molekyyli. koneet, mukaan lukien polymeraasit, gyraasit, DNA: ta sitovat proteiinit, korjausmekanismit ja paljon muuta. Genomiset erot, joihin kohdistetaan valinta, voivat sitten, mutta eivät saa muuttua”geenimuotoisiksi” evoluution aikana, kuten Peter Beurton on todennut (Beurton 2000, 303).

Toisaalta, on niitä, jotka pitävät geenin heterocatalytic variatiivisuutta perusteena käsitellä geneettistä materiaalia kokonaisuutena, siis myös geenejä, eivät enää ole itsessään perustavanlaatuisia, vaan pikemminkin kehitysresurssina, joka tarvitsee olla kontekstuaalinen. He väittävät, että on tullut aika, jos ei liuennut, sitten ainakin upottaa genetiikka kehitykseen ja jopa lisääntymiskehitykseen - kuten James Griesemer ehdottaa (Griesemer 2000) - ja siten poimia lanka sinne, missä Kühn ja muut jättivät sen enemmän kuin puoli vuosisataa sitten. Tämän seurauksena Moss määrittelee”Gene-D” (aikaisemmin mainitun fenotyyppisesti määritellyn Gene-P: n vastine)”kehitysresurssiksi (siis D), joka sinänsä on määrittelemätöntä fenotyypin suhteen. Olla geeni-d on olla transkriptioyksikkö kromosomissa,joiden sisällä on molekyylimatriisin resursseja”(Moss 2003, 46; vrt. Moss 2008). Tämän näkemyksen mukaan nämä mallit muodostavat vain yhden säiliön, johon kehitysprosessi vetää, eivätkä ne ole ontologisesti etuoikeutettuina perinnöllisinä molekyyleinä.

Molekyylibiologian kanssa klassinen geeni”meni molekyyliksi” (Waters 1994). Ironista kyllä, alkuperäinen idea geeneistä kuin yksinkertaisista proteiinia koodaavista DNA-osioista liukeni tähän prosessiin. Heti kun klassisen genetiikan geeni oli hankkinut materiaalirakenteen molekyylibiologian kautta, biokemialliset ja fysiologiset mekanismit, jotka aiheuttivat sen leviämisen ja ilmentymisen, lisääntyivät. Itse molekyylibiologian kehittäminen - tämä yritys, jota niin usein kutsutaan täysin reduktionistiseksi valloitukseksi - on tehnyt mahdottomaksi ajatella genomia pelkästään sarjana vierekkäistä DNA: ta, joka on lineaarinen siitä johdettujen proteiinien kanssa. 2000-luvun alussa, kun ihmisgenomiprojektin tulokset esitettiin oikeaan aikaan kaksoiskierukan 50-vuotispäivänä,molekyyligenetiikka näyttää suorittaneen täyden ympyrän, uudelleenkasvatuksen ja perimisen uudelleenkäsittelyä ei enää puhtaasti geneettisestä, vaan evoluutio-kehityksellisestä näkökulmasta. Samanaikaisesti geenistä on tullut keskeinen luokka lääketieteessä 1900-luvulla (Lindee 2005), ja se hallitsee terveyden ja sairauksien diskursseja postgenomisella aikakaudella (Rose 2007).

4. Geeni evoluutiossa ja kehityksessä

Yksi näyttävimmistä tapahtumista kahdennenkymmenennen vuosisadan biologian tieteenalassa, jonka genetiikan (etenkin matemaattisen populaatiogenetiikan) nousu laukaisi, oli niin kutsuttu”moderni evoluutiosynteesi”. Koko sarjassa oppikirjoja, joita ovat julkaissut evoluutiobiologit, kuten Theodosius Dobzhansky, Ernst Mayr ja Julian S. Huxley, väestögenetiikan tuloksia käytettiin Darwinianin selektionistisen evoluution palauttamiseen. Noin 1900 vallanneen "darwinismin pimennys" (Bowler 1983) jälkeen uusdarwinismi tarjosi jälleen biologialle yhtenäisen, selittävän kehyksen, joka sisälsi myös kuvaavammat, luonnontieteelliset tieteet kuten systematiikka, biogeografia ja paleontologia (Provine 1971; Mayr & Provine 1980; Smocoovitis 1996).

Scott Gilbert (2000) on valinnut geenin käsitteen kuusi näkökohtaa sellaisena kuin sitä oli käytetty väestögenetiikassa nykyaikaisen evoluutiosynteesin saakka. Ensinnäkin se oli abstraktio, kokonaisuuden, jonka oli täytettävä muodolliset vaatimukset, mutta jota ei tarvinnut eritellä ja jota ei todellakaan määritelty olennaisesti. Toiseksi, evoluutiogeenin piti johtaa tai se oli korreloitava jonkin verran fenotyyppisten erojen kanssa, jotka voitiin “nähdä” tai kohdistaa valinnalla. Kolmanneksi ja samalla tavoin evoluutiosynteesin geeni oli kokonaisuus, joka oli viime kädessä vastuussa valinnan tapahtumisesta ja kestää sukupolvien välillä. Neljänneksi, evoluutiosynteesin geeni verrattiin suurelta osin siihen, mitä molekyylibiologit kutsuivat kutsumaan”rakennegeeneiksi”. Viidenneksi, se oli geeni, joka ekspressoitui lisääntymisedusta kilpailevassa organismissa. Ja lopuksi,sitä pidettiin suurelta osin itsenäisenä yksikönä. Richard Dawkins on ottanut tämän viimeisen argumentin äärimmäisyyteensä määrittelemällä geenin "itsekkääksi" replikaattoriksi, jolla on oma elämänsä, kilpailemalla muiden geenien kanssa ja käyttäen organismia välineenä omaa selviytymistä varten (Dawkins 1976; vrt. Sterelny ja Kitcher 1988).

Molekyylibiologia, jossa korkeammat organismit ovat siirtyneet keskipisteeseen viimeisen kolmen vuosikymmenen aikana, on tehnyt karikatyypin tällaisesta evoluutiogeenistä, ja se on siirtänyt silmämme edessä geenejä ja kokonaisia genomeja monimutkaisina järjestelminä, jotka eivät vain salli evoluution tapahtumista, vaan ovat myös itse altistetaan voimakkaalle evoluutioprosessille. Koko genomi on ottanut entistä joustavamman ja dynaamisemman kokoonpanon. Evelyn Fox Keller puhuu”reaktiivisista genomeista” (Keller 2014). Paitsi, että liikkuvat geneettiset elementit, joille on ominaista McClintock yli puoli vuosisataa sitten Zea maysissa, ovat saaneet aikaan valuuttaa transposonien muodossa, jotka säännöllisesti ja epäsäännöllisesti voivat poistua ja sijoittaa ympäri bakteeri- ja eukaryoottigenomeja, on myös muita muotoja DNA-tasolla tapahtuvia sekoituksia. Esimerkiksi jättimäinen määrä somaattisia geenejä, jotka sitovat ja DNA-silmukoivat, osallistuvat immuunivasteen järjestämiseen. Se tuottaa mahdollisesti miljoonia erilaisia vasta-aineita. Mikään genomi ei olisi riittävän suuri selviytymään sellaisesta tehtävästä, ellei evoluution aikana ei keksitty geenien pilkkomista ja niiden osien hienostunutta permutaatiota. Geeniperheet ovat syntyneet päällekkäisyyksistä ajan myötä, ja ne sisältävät vaimennettuja geenejä (joita joskus kutsutaan pseudogeeneiksi). Itse geenit näyttävät johtuvan pääosin moduuleista yhdistelmänä. Löydämme hyppygeenejä ja useita yhden tyyppisiä geenejä, jotka koodaavat erilaisia proteiini-isoformeja. Lyhyesti sanottuna näyttää olevan koko joukko mekanismeja ja kokonaisuuksia, jotka muodostavat ns. Perinnöllisen hengityksen (Gros 1991, 337).on mukana immuunivasteen järjestämisessä. Se tuottaa mahdollisesti miljoonia erilaisia vasta-aineita. Mikään genomi ei olisi riittävän suuri selviytymään sellaisesta tehtävästä, ellei evoluution aikana ei keksitty geenien pilkkomista ja niiden osien hienostunutta permutaatiota. Geeniperheet ovat syntyneet päällekkäisyyksistä ajan myötä, ja ne sisältävät vaimennettuja geenejä (joita joskus kutsutaan pseudogeeneiksi). Itse geenit näyttävät johtuvan pääosin moduuleista yhdistelmänä. Löydämme hyppygeenejä ja useita yhden tyyppisiä geenejä, jotka koodaavat erilaisia proteiini-isoformeja. Lyhyesti sanottuna näyttää olevan koko joukko mekanismeja ja kokonaisuuksia, jotka muodostavat ns. Perinnöllisen hengityksen (Gros 1991, 337).on mukana immuunivasteen järjestämisessä. Se tuottaa mahdollisesti miljoonia erilaisia vasta-aineita. Mikään genomi ei olisi riittävän suuri selviytymään sellaisesta tehtävästä, ellei evoluution aikana ei keksitty geenien pilkkomista ja niiden osien hienostunutta permutaatiota. Geeniperheet ovat syntyneet päällekkäisyyksistä ajan myötä, ja ne sisältävät vaimennettuja geenejä (joita joskus kutsutaan pseudogeeneiksi). Itse geenit näyttävät johtuvan pääosin moduuleista yhdistelmänä. Löydämme hyppygeenejä ja useita yhden tyyppisiä geenejä, jotka koodaavat erilaisia proteiini-isoformeja. Lyhyesti sanottuna näyttää olevan koko joukko mekanismeja ja kokonaisuuksia, jotka muodostavat ns. Perinnöllisen hengityksen (Gros 1991, 337). Mikään genomi ei olisi riittävän suuri selviytymään sellaisesta tehtävästä, ellei evoluution aikana ei keksitty geenien pilkkomista ja niiden osien hienostunutta permutaatiota. Geeniperheet ovat syntyneet päällekkäisyyksistä ajan myötä, ja ne sisältävät vaimennettuja geenejä (joita joskus kutsutaan pseudogeeneiksi). Itse geenit näyttävät johtuvan pääosin moduuleista yhdistelmänä. Löydämme hyppygeenejä ja useita yhden tyyppisiä geenejä, jotka koodaavat erilaisia proteiini-isoformeja. Lyhyesti sanottuna näyttää olevan koko joukko mekanismeja ja kokonaisuuksia, jotka muodostavat ns. Perinnöllisen hengityksen (Gros 1991, 337). Mikään genomi ei olisi riittävän suuri selviytymään sellaisesta tehtävästä, ellei evoluution aikana ei keksitty geenien pilkkomista ja niiden osien hienostunutta permutaatiota. Geeniperheet ovat syntyneet päällekkäisyyksistä ajan myötä, ja ne sisältävät vaimennettuja geenejä (joita joskus kutsutaan pseudogeeneiksi). Itse geenit näyttävät johtuvan pääosin moduuleista yhdistelmänä. Löydämme hyppygeenejä ja useita yhden tyyppisiä geenejä, jotka koodaavat erilaisia proteiini-isoformeja. Lyhyesti sanottuna näyttää olevan koko joukko mekanismeja ja kokonaisuuksia, jotka muodostavat ns. Perinnöllisen hengityksen (Gros 1991, 337).jotka sisältävät vaimennettuja geenejä (joita joskus kutsutaan pseudogeeneiksi). Itse geenit näyttävät johtuvan pääosin moduuleista yhdistelmänä. Löydämme hyppygeenejä ja useita yhden tyyppisiä geenejä, jotka koodaavat erilaisia proteiini-isoformeja. Lyhyesti sanottuna näyttää olevan koko joukko mekanismeja ja kokonaisuuksia, jotka muodostavat ns. Perinnöllisen hengityksen (Gros 1991, 337).jotka sisältävät vaimennettuja geenejä (joita joskus kutsutaan pseudogeeneiksi). Itse geenit näyttävät johtuvan pääosin moduuleista yhdistelmänä. Löydämme hyppygeenejä ja useita yhden tyyppisiä geenejä, jotka koodaavat erilaisia proteiini-isoformeja. Lyhyesti sanottuna näyttää olevan koko joukko mekanismeja ja kokonaisuuksia, jotka muodostavat ns. Perinnöllisen hengityksen (Gros 1991, 337).

Molekyyliset evoluutiobiologit ovat tuskin naarmuuntaneet pintaa ja tuskin alkaneet ymmärtää tätä joustavaa geneettistä laitetta, vaikka Jacob on jo esittänyt käsityksen genomista kuin esi-isien iteroimien ja hiottujen kappaleiden dynaaminen elin yli kolmekymmentä vuotta sitten (Jacob 1977). Genomisekvensointi yhdistettynä älykkään sekvenssitietojen vertailuun tuo tällä hetkellä enemmän ja enemmän tätä rakennetta (näiden kehityshistorioiden osalta katso García-Sancho 2012, aiheesta>

sep mies kuvake
sep mies kuvake

Kuinka lainata tätä merkintää.

sep mies kuvake
sep mies kuvake

Esikatsele tämän merkinnän PDF-versio kavereissa SEP-seuran

inpho-kuvake
inpho-kuvake

jäseniä. Katso tätä kirjoitusaihetta Internet Philosophy Ontology Projektissä (InPhO).

phil paperit -kuvake
phil paperit -kuvake

Parannettu tämän julkaisun bibliografia PhilPapersissa linkkien avulla sen tietokantaan.

Muut Internet-resurssit

  • MendelWeb, ylläpitäjä Roger B. Blumberg
  • Elektroninen tieteellinen julkaisu, ylläpitäjä Robert J. Robbins
  • Edustavat geeniprojektia, ylläpitäjät Paul Griffiths (U. Sydney) ja Karola Stotz (U. Sydney)
  • Virtuaalilaboratorio, Max Planckin tiedehistorian instituutti, Berliini