François Jacob
Van Wikipedia
François Jacob (Nancy, 17 juni 1920) is een Franse bioloog die samen met Jacques Monod originator is van het idee dat de controle van de hoeveelheid enzymen van een bepaald type afhangt van feedback in de transcriptie. Hij ontving hiervoor in 1965, gedeeld met Monod en André Lwoff de Nobelprijs voor de Fysiologie of Geneeskunde, en werd in 1996 gekozen tot lid van de Académie française.
[bewerk] Onderzoek
Toen Jacob en Monod hun onderzoek deden, rond 1961, was al bekend dat cellen op externe factoren konden reageren door de hoeveelheid en/of werking van hun enzymen te veranderen. Als bijvoorbeeld een bacterie zichzelf in een omgeving met lactose in plaats van het eenvoudigere glucose vindt, heeft het enzymen nodig om lactose in glucose en galactose te splitsen, en om de vrijgekomen galactose in glucose om te zetten. Een bacterie heeft deze enzymen niet altijd bij de hand, maar produceert dze alleen in grote hoeveelheid wanneer ze daadwerkelijk lactose om zich heen hebben; als er geen lactose is, zijn er veel minder van dergelijke enzymen, en zijn ze ook minder actief. De activiteit wordt geregeld met de actie van kleine moleculen op het enzym, maar hoe de productie wordt geregeld, was nog niet duidelijk.
Met de toenmalige kennis van de structuur en het belang van DNA was het bekend dat alle proteïnen uit de genetische code in het DNA werden afgelezen, en het leek waarschijnlijk dat hier een belangrijk controlepunt lag. Jacob en Monod deden ontdekkingen van zowel experimentele als theoretische aard, waarmee ze aantoonden dat het hierboven beschreve lactosesysteem (althans in het geval van E. coli) specifieke proteïnen bestaan om de transcriptie van DNA in haar product (RNA) te onderdrukken.
Deze repressor (de lac-repressor) wordt in alle cellen geproduceerd, bindt zich rechtstreeks aan DNA op de plaats van de gecontroleerde genen, en verhindert hiermee dat het transcriptiesysteem toegang tot dat deel van het DNA heeft. Indien lactose aanwezig is, bindt de repressor zich met lactose. Het kan zich dan niet meer aan het DNA binden, zodat dat dan tot uitdrukking gebracht kan worden. Op deze wijze wordt een robuuste feedback-loop gecreëerd, dat er voor zorgt dat de lactoseverwerkende enzymen alleen dan worden aangemaakt als ze nodig zijn.
Jacob en Monod geloofden dat hun repressormodel voor alle genen in alle organismen van toepassing was, maar dat bleek overenthousiast te zijn. We weten nu dat de regulatie van genen een grote verscheidenhied en soms ook een grote complexiteit kent. Controlemechanismen komen voor op alle plaatsen in het proces van expressie van genetische informatie. Het onderzoek van deze mechanismen is momenteel een zeer grote onderdiscipline van de moleculaire biologie.
Winnaars van de Nobelprijs voor de Fysiologie of Geneeskunde (1951-1975) |
1951: Theiler | 1952: Waksman | 1953: Krebs, Lipmann | 1954: Enders, Weller, Robbins | 1955: Theorell | 1956: Cournand, Forssmann, Richards | 1957: Bovet | 1958: Beadle, Tatum, Lederberg | 1959: Ochoa, Kornberg | 1960: Burnet, Medawar | 1961: Békésy | 1962: Crick, Watson, Wilkins | 1963: Eccles, Hodgkin, Huxley | 1964: Bloch, Lynen | 1965: Jacob, Lwoff, Monod | 1966: Rous, Huggins | 1967: Granit, Hartline, Wald | 1968: Holley, Khorana, Nirenberg | 1969: Delbrück, Hershey, Luria | 1970: Katz, Euler, Axelrod | 1971: Sutherland | 1972: Edelman, Porter | 1973: Frisch, Lorenz, Tinbergen | 1974: Claude, de Duve, Palade | 1975: Baltimore, Dulbecco, Temin |