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Animation 16 : Un gène produit une protéine. :: Centre d’apprentissage de l’ADN CSHL

Bonjour, je suis George Beadle. En 1941, Edward Tatum et moi avons fait des expériences en utilisant le moule à pain rouge Neurospora crassa. Nos expériences ont prouvé la théorie d’Archibald Garrod de 1902 selon laquelle les maladies héréditaires sont des « erreurs innées du métabolisme” â € « pas manquants ou faux dans les voies chimiques du corps. Pendant la majeure partie de son cycle de vie, Neurospora est un organisme haploïde. Cela signifie qu’il n’y a qu’une seule copie de chaque gène, nous n’avons donc pas eu à nous soucier des allèles dominants et récessifs, comme l’avait fait Mendel. En laboratoire, Neurospora pousse bien sur une gélose « minimale » qui ne contient que quelques sucres simples, des sels inorganiques et la vitamine biotine. Neurospora doit avoir des enzymes qui convertissent ces substances simples en acides aminés et vitamines nécessaires à la croissance. Nous avons raisonné que si nous mutons l’un des gènes qui fabriquent une enzyme, par exemple le gène A, nous devrions obtenir une souche Neurospora qui ne peut pas se développer sur un milieu minimal. Le mutant pourrait se développer si nous ajoutons le produit enzymatique en complément. Edward Tatum et moi sommes partis à la recherche de ces mutants nutritionnels.En 1927, Herman Muller a montré que les rayons X provoquent des mutations dans les gènes. Nous avons donc irradié une culture de Neurospora avec des rayons X. Nous nous attendions à obtenir des mutants rares qui ne pousseraient pas sur un support minimal. Nous avons cultivé la progéniture de la Neurospora irradiée sur des milieux « complets » contenant toutes les vitamines et acides aminés. Ensuite, nous avons testé la capacité de chacune de ces cultures à se développer sur un support minimal. Nous avons cultivé la progéniture de la Neurospora irradiée sur des milieux « complets » contenant toutes les vitamines et acides aminés. Ensuite, nous avons testé la capacité de chacune de ces cultures à croître sur un milieu minimal. La plupart de ces cultures ont grandi sur un support minimal, ce qui signifie qu’elles n’avaient pas de mutation génétique du type que nous recherchions. Cependant, le 299 la culture n’a pas poussé sur un milieu minimal. Nous avons ensuite essayé de cultiver la culture #299 sur un support minimal additionné d’acides aminés ou de vitamines. Nous avons constaté que la culture #299 ne poussait pas sur un milieu minimal avec des suppléments d’acides aminés, mais sur un milieu minimal avec des suppléments de vitamines. Par conséquent, la culture # 299 ne doit pas être capable de fabriquer l’une des vitamines. Nous avons ensuite dû déterminer quelle vitamine manquait dans la culture #299. Nous l’avons fait en testant la capacité de la culture # 299 à croître sur un milieu minimal complété par des vitamines simples. Nous avons constaté que la culture #299 ne se développait que si nous fournissions la vitamine B6.C’était notre premier mutant Neurospora. Il ne pouvait pas fabriquer lui-même de la vitamine B6 car l’une des enzymes de la voie de synthèse B6 doit être affectée. Ainsi, le gène fabriquant cette enzyme doit avoir été muté par X-rays.By en ajoutant de la vitamine B6 comme supplément au milieu minimal, la mutation pourrait être compensée et la culture #299 pourrait se développer. En utilisant cette méthode de sélection et de supplémentation, nous avons isolé de nombreux types différents de mutants Neurospora. Les mutations génétiques affectent les voies métaboliques, et nous avons confirmé la voie de synthèse de nombreuses vitamines et acides aminés. Par exemple, l’acide aminé arginine est synthétisé dans un processus par étapes catalysé par des enzymes. Une molécule précurseur est transformée en ornithine puis en citrulline et enfin en arginine.Si un gène fabrique une enzyme, il devrait y avoir une mutation génétique pour chaque étape de cette voie de synthèse. Parmi les mutants d’arginine, il devrait y avoir des souches qui ont besoin d’ornithine, de citrulline ou d’arginine comme suppléments. En 1944, nos collègues Adrian Srb et Norman Horowitz ont trouvé ces souches mutantes. Ils ont commencé avec des souches de Neurospora qui avaient besoin d’arginine en complément. Ces souches avaient des mutations dans différents gènes. Par exemple, le mutant #1 ne pouvait pas fabriquer d’ornithine. Ainsi, le gène qui fabrique l’enzyme pour la synthèse de l’ornithine doit avoir été muté. Si l’ornithine est ajoutée au milieu, la citrulline puis l’arginine seraient fabriquées et le mutant #1 pourrait se développer. De même, une mutation génétique chez le mutant #2 a affecté l’enzyme qui fabrique le précurseur de l’arginine, la citrulline. L’ajout de citrulline comme supplément a complété la mutation et a conduit la synthèse d’arginine à son achèvement. Et une mutation génétique en # 3 a affecté la dernière étape de la synthèse de l’arginine â € ” la conversion de la citrulline en arginine. En ajoutant de l’arginine comme supplément, la mutation a été complétée et le mutant #3 a pu se développer. Avec chaque gène muté, une seule étape de la voie métabolique est affectée. Par conséquent, un gène est responsable d’une enzyme ou d’une protéine. Nous avons eu une preuve biochimique de la proposition de Sir Arthur Garrod en 1908 des « erreurs innées du métabolisme. »