Barbara McClintock

A Transposição Genética.

Barbara McClintock. Fonte da imagem: wikipedia

VAMOS CONHECÊ-LA...

Nome: Barbara McClintock

Nacionalidade: EUA

Nascimento: 16 de julho de 1902
Local: Harford

Mote: 2 de setembro de 1992 (90 anos)
Local: Nova Iorque

Área: Botânica

Instituições: Universidade de Missouri, Laboratório Cold Spring Harbor
Alma mater: Universidade Cornell

Prêmios: Medalha Nacional de Ciências (1970), Prêmio Albert Lasker de Pesquisa Médica Básica (1981), Prêmio Wolf de Medicina (1981), Prêmio Charles-Leopold Mayer (1982), Nobel de Fisiologia ou Medicina (1983)

Recebeu o Nobel Fisiologia ou Medicina de 1983 pela descoberta dos elementos genéticos móveis, fenômeno conhecido como transposição genética.


Experimentos de melhoramento de milho do McClintock desde as primeiras descrições detalhadas de elementos transponíveis. O que exatamente são esses "genes saltadores", e por que eles são tão importantes?

Algumas das mais profundas descobertas genéticas têm sido feitas com a ajuda de vários organismos modelo que são favorecidas por cientistas para a sua disponibilidade e facilidade de manutenção e proliferação generalizada. Um tal modelo é Zea mays (milho), particularmente aquelas plantas que produzem grãos de variavelmente colorido. Porque cada kernel é um embrião produzido a partir de uma fertilização indivíduo, centenas de crias pode ser marcado em uma única orelha, fazendo com que o milho um organismo ideal para análise genética. Na verdade, o milho provou ser o organismo perfeito para o estudo de elementos transponíveis (TEs), também conhecidos como "genes saltadores", que foram descobertos durante a parte do meio do século XX pelo cientista americana Barbara McClintock. O trabalho de McClintock foi revolucionário em que ele sugeriu que genoma de um organismo não é uma entidade fixa, mas está sujeito a alteração e rearranjou conceito que foi recebida com críticas por parte da comunidade científica na época. No entanto, o papel das transposições, eventualmente, tornou-se amplamente apreciado, e McClintock.

Fonte da imagem: bitacoradelcromosoma.

MCCLINTOCK E AS ORIGENS DA CITOGENÉTICA

Barbara McClintock começou sua carreira científica na Universidade de Cornell, onde ela foi pioneira no estudo da citogenética um novo campo no milho, 1930, utilizando como organismo modelo. Na verdade, o casamento de citologia e genética tornou-se oficial em 1931, quando McClintock e a estudante Harriet Creighton forneceu a primeira prova experimental de que os genes foram fisicamente posicionado nos cromossomos por descrever o fenômeno crossing-over e recombinação genética. Embora Thomas Hunt Morgan foi a primeira pessoa a sugerir a ligação entre características genéticas e o intercâmbio de material genético através de cromossomos, 20 anos se passaram antes suas ideias foram cientificamente comprovados, em grande parte devido às limitações na citológico e técnicas experimentais. Próprias técnicas de citogenética inovadoras de McClintock lhe permitiu confirmar as ideias de Morgan, e estas técnicas são contados entre suas maiores contribuições para a ciência.

DESCOBRINDO TES COM A EXPERIMENTAÇÃO COM MILHO

Um diagrama de ciclo de vida circular mostra a libertação de dois sporocytes diploides de uma planta com flor. O desenvolvimento de um sporocyte num grão de pólen e o segundo sporocyte numa célula do ovo é mostrado utilizando uma série de ilustrações esquemáticas ligados por setas. As cinco etapas que compõem a metade superior do diagrama são rotulados como a porção diploide (2n) do ciclo de vida. As cinco etapas que compõem a metade inferior do diagrama são rotulados como o (N) haploide porção do ciclo de vida. O evento de dupla fertilização aparece no meio do desenho, na zona de transição a partir da porção haploide do ciclo de vida para a porção diploide do ciclo de vida, e é enfatizado com uma caixa realçada.

Fonte da imagem: bigpictureeducation.

Como mencionado anteriormente, McClintock é mais conhecido por sua descoberta de elementos de transposição através da experimentação com o milho. No entanto, a fim de compreender as observações de McClintock e a lógica que levou à sua descoberta da EA, é necessário primeiro estar cientes de que o sistema fenotípica McClintock estudou-o padrão de cores variadas de milho kernels-envolve três alelos mais que as duas usuais.

Para entender melhor essa ideia, considere cada grão de milho como um único indivíduo, originário, como um óvulo que passou por fertilização dupla. Durante a fertilização de casal, um espermatozoide se funde com o núcleo do óvulo, produzindo um zigoto diploide que irá evoluir para a próxima geração. Enquanto isso, as outras mechas de esperma com os dois núcleos polares para formar um endosperma triploides, que forma uma camada exterior de proteínas conhecida como a camada de aleurona. Como resultado, a cor (incolor ou, conforme o caso pode ser) o tecido que constitui a camada de aleurona do núcleo é triploides, não diploide.

O AC / DS SISTEMA DE TRANSPORTE DE ELEMENTOS

McClintock trabalhou com o que é conhecido como o sistema de Ac / Ds no milho, que ela descobriu através da realização de experimentos de melhoramento genético padrão com um fenótipo incomum. Através dessas experiências, McClintock reconheceu que a ruptura ocorreu em locais específicos nos cromossomos de milho. Na verdade, o primeiro elemento transponível ela descobriu foi um local de quebras cromossômicas, apropriadamente chamado "dissociação" (Ds). Embora McClintock, eventualmente, descobriu que alguns EA pode "saltar" de forma autônoma, ela inicialmente observou que os movimentos de Ds são regulados por um elemento autônomo chamado de "ativador" (Ac), que também pode promover a sua própria transposição.

Barbara trabahanho com os milhos. Fonte da imagem: nobelprize.

Claro, essas descobertas foram precedidas de criação extensiva experimentação. Ele era conhecido no momento do trabalho anterior por Rollins A. Emerson, outro geneticista milho americano e do "rediscoverer" das leis de Mendel da herança, que o milho tinha genes que codificam kernels variegadas ou multicoloridas, estes kernels foram descritos como incolor (embora eles foram realmente branco ou amarelo), com exceção de pontos ou manchas de roxo ou marrom. Emerson tinha proposto que o estrias variegada era devido a uma "mutação instável," ou uma mutação para o fenótipo incolor que, por vezes, reverter para a sua variante de tipo selvagem e resultar em uma área de cor. No entanto, ele não poderia explicar por que ou como isso ocorreu. Como McClintock descobriu, a mutação instável Emerson intrigado com era na verdade um sistema de quatro genes.

EXPRESSÃO DA DS EM MAIZE

McClintock também realizou experimentos adicionais para demonstrar que o efeito fenotípico de Ds dependia da presença de um outro elemento, que ela chamou Ac. McClintock teve problemas para mapear tanto os elementos Ac e DS, no entanto, ela notou que eles mudaram suas posições no cromossomo em diferentes plantas de milho.
Anos depois McClintock descobriu o sistema Ac / Ds, os cientistas finalmente conseguiram estudar ambos os TEs em detalhes muito mais molecular. Hoje, sabemos que elementos Ac são cerca de 4.500 pares de bases de comprimento e têm uma estrutura semelhante a outros transposons de DNA.

MCCLINTOCK E A TEORIA DA EPIGENÉTICA

Além de sua descoberta da EA e suas técnicas de investigação em citogenética revolucionárias, Barbara McClintock também foi a primeira cientista a especular corretamente no conceito básico da epigenética, ou mudanças hereditárias na expressão gênica que não são causados ​​por alterações em sequências de DNA. Principalmente, ela reconheceu que os genes podem ser expressos e silenciados durante a mitose em células geneticamente idênticas. McClintock propôs esta teoria antes que a estrutura molecular do DNA e mais de 40 anos antes de o conceito de epigenética foi formalmente estudada, assim cimentar ainda mais a sua reputação como uma inovadora em seu campo.


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