books hypothesis and alternative explanations

في الورقة الأولى التي نُشرت عن نيوروسبورا، في 15 نوفمبر 1941، في طبعة من وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم، لاحظ بيدل وتاتوم أنه "من الممكن تماما تدعيم فرضية أن هذه الجينات في حد ذاتها جزء من النظام، حيث تقوم بالسيطرة أو تنظيم ردود فعل معينة في النظام إما عن طريق العمل مباشرة كإنزيمات أو عن طريق تحديد خصوصيات الإنزيمات "، وهي الفكرة التي تم اقتراحها، وإن كان مع دعم محدود من التجارب، في وقت مبكر من عام 1917؛ عرضت أدلة جديدة لدعم هذا الرأي، وتم وضع الخطوط العريضة لبرنامج البحوث التي من شأنها أن تساعد في الاستكشاف بشكل كامل. بحلول عام 1945، كان بيدل، تاتوم وغيرهما، يعملون على النيورسبورا وغيرها من الكائنات الحية التي يمكن أخذها كنموذج مثل: إي. كولاي، توصلوا إلى الأدلة التجريبية التي تثبت أن كل خطوة في المسار الأيضي يتم السيطرة عليها من قبل جين واحد. في تقرير عام 1945، اقترح بيدل أنه " يمكن تَصوّر الجين كمسئول عن توجيه الشكل النهائي لجزيء البروتين، وبالتالي تحديد مهمته الخاصة". تناقش أيضا حول أنه "لأسباب تتعلق بالاقتصاد في العملية التطورية، يمكن للمرء أن يتوقع أنه مع استثناءات قليلة فإن المهمة النهائية المحددة لإنزيم معين سوف يفرضها جين واحد فقط". في ذلك الوقت، كان يعتقد على نطاق واسع أن الجينات تتكون من البروتينات أو النيوكلوبروتينات (على الرغم من أن تجربة أفيري-ماكلويد-مكارتي وأعمال ذات الصلة بدأت تلقي ظلالا من الشك على هذه الفكرة). ومع ذلك، فإن الاتصال المقترح بين الجين الواحد وانزيم البروتين الواحد عاشت أكثر من نظرية تكوين الجينات من البروتين. في دراسة صدرت في عام 1948، أطلق نورمان هورويتز مفهوم " فرضية جين واحد إنزيم واحد ".

على الرغم من تأثيرها الكبير، لم تكن فرضية جين واحد إنزيم واحد ببعيدة عن النزاع. كان ماكس ديلبروك من بين من يشككون أن إنزيم واحد يشارك فعليا في كل خطوة على طول المسارات الأيضية. بالنسبة للكثيرين الذين قبلوا بالنتائج، كان هناك ارتباط وثيق بين الجينات والإنزيمات، حتى أن بعض علماء الكيمياء الحيوية اعتقد أن الجينات كانت هي نفسها الإنزيمات. كان هذا يتفق مع أعمال أخرى، مثل دراسات تكاثر فيروس تبرقش التبغ (الذي كان من المعروف أن به اختلافات وراثية والتي تتبع نفس النمط من التحفيز الذاتي كما في العديد من التفاعلات الإنزيمية)، وتبلور هذا الفيروس كما يبدو البروتين النقي. في بداية الخمسينيات من القرن العشرين، كانت نتائج تجارب النيوروسبورا مثيرة للإعجاب على نطاق واسع، ولكن كان الرأي السائد في عام 1951 أن الاستنتاج الذي خلص إليه بيدل كان "تبسيطا مفرطا". كتب بيدل في عام 1966، أنه بعد قراءة "ندوة مرفأ الربيع البارد"عام 1951 بشأن الجينات والطفرات، قال أن لديه انطباع أن أنصار فرضية جين واحد إنزيم واحد "يمكن عدهم على أصابع اليد الواحدة مع اثنين من أصابع اليد الآخرى. " بحلول أوائل خمسينيات القرن العشرين، اعتبر معظم علماء الكيمياء الحيوية والوراثة أن الحمض النووي DNA هو المرشح الأرجح لكونه الأساس المادي للجين، وأعيد تفسير فرضية جين واحد إنزيم واحد وفقا لذلك.

جين واحد بولي ببتيد واحد

خلال إسناد دور توجيهي للجينات، قام بيدل وتاتوم بمنح الجينات قدرة معلوماتية بشكل ضمني. أسست هذه الرؤية لمفهوم الشفرة الوراثية. مع ذلك، لم تبين أن الحمض النووي هو المادة الوراثية قبل إجراء التجارب، وأن البروتينات تتكون من تسلسل خطي محدد من الأحماض الأمينية، وأن بنية الحمض النووي تحتوي على تسلسل خطي من قاعدة من الأزواج، كان هناك أساس واضح لفك الكود الجيني.

بحلول أوائل الخمسينيات، كان التقدم في علم الوراثة البيوكيميائية - الذي تدعمه جزئيا الفرضية الأصلية - جعل فرضية جين واحد إنزيم واحد تبدو غير محتملة (على الأقل في شكلها الأصلي). ابتداء من عام 1957، أظهر فيرنون انغرام وغيره من خلال البصمات البروتينية أن الاختلافات الجينية في البروتينات (مثل هيموغلوبين الخلايا المنجلية) يمكن أن تقتصر على الاختلافات في سلسلة ببتيد واحدة فقط في بروتين مولتيمريك، مما يؤدي إلى فرضية"جين واحد بولي بيبتيد واحد" كبديل. وفقا لعالم الوراثة رولاند هـ. ديفيس، "بحلول عام 1958 - حتى في عام 1948، لم تعد فرضية جين واحد إنزيم واحد مجال للدفاع الحازم، بل كان ببساطة اسم برنامج بحثي.

في الوقت الحاضر، فرضية جين واحد بولي ببتيد واحد لا يمكن أن تمثل مختلف أشكال الربط في العديد من الكائنات حقيقية النواة التي تستخدم سبليسوسوم لتقوم بإعداد منفرد لتسلسل RNA اعتمادا على مختلف الإشارات داخل بيئة الخلية. تم اكتشاف هذا الربط في عام 1977 على يد كل من فيليب شارب وريتشارد جيه روبرتس.