Nội dung

Có phải các gen quy định các enzym biểu hiện chức năng trong các con đường hóa sinh ? Thí nghiệm Khi nghiên cứu ở Neurospora crassa, Geoge Beadle và Edward Tatum tại đại học Stanford đã phân lập được các thể đột biến cần bổ sung arginine vào môi trường sinh trưởng của chúng. Các nhà nghiên cứu thấy rằng các thể đột biến này chia làm ba nhóm, mỗi nhóm bị sai hỏng một gen khác nhau. Cân nhắc trên các dữ liệu thí nghiệm, họ dự đoán con đường sinh dưỡng và các phân gtwr trung gian là ornithinine và citruline. Thí nghiệm nổi tiếng nhất của họ được minh ở đây vừa chứng minh giả thuyết một gen - một enzym vừa xác nhận con đường tổng hợp arginine mà họ đã dự đoán. Trong thí nghiệm này, họ đã nuôi ba nhóm nấm men đột biến trong 4 điều kiện môi trường khác nhau như được minh họa ở phần kết quả dưới đây. Ở đây, họ đã dùng môi trường tối thiểu (MM) làm đối chứng do trong môi trường này các tế bào kiểu dại có thể sinh trưởng, trong khi các tế bào đột biến thì không. Kết quả Chủng kiểu dại có khả năng sinh trường trong tất cả các điều kiện thí nghiệm khác nhau, chỉ đòi hỏi môi trường tối thiểu. Trong khi đó, ba nhóm đột biến đều cần bổ sung những chất dinh dưỡng đặc thù cho mỗi nhóm. Ví dụ: các đột biến nhóm II không sinh trưởng được trong môi trường chỉ bổ sung ornithrine, mà chỉ sinh trưởng trong các môi trường hoặc bổ sung citruline hay arginine. Kết luận Từ những yêu cầu về nguồn dinh dưỡng của các thể đột biến, Beadle và Tatum đã suy luận ra rằng mỗi nhóm đột biến không thể thực hiện một bước trong con đường sinh tổng hợp arginine, mà theo giả thuyết là do chúng thiếu những enzym đặc thù. Do mỗi nhóm đột biến bị đột biến ở một gen duy nhất, họ kết luận rằng mỗi gen bình thường quy định việc tế bào sản xuất một enzym. Kết quả nghiên cứu này ủng hộ cho giả thuyết một gen - một enzym của họ và đồng thời cũng xác nhận con đường chuyển hóa tổng hợp arginine. Nếu ... thì sao ? Giả sử kết quả thí nghiệm là: các thể đột biến nhóm I chỉ sinh trưởng được trên môi trường MM bổ sung thêm hoặc ornithine hoặc arginine và các đột biến nhóm II sinh trưởng được trên môi trường MM được bổ sung thêm hoặc citruline, ornithine hay arginine. Beadle và Tatum sẽ rút ra những kết luận gì về con đường chuyển hóa và những sai hỏng ở các thể đột biến thuộc nhóm I và II ?