1. A molekuláris és sejtbiológia rövid
története
I. A sejtbiológia kialakulása
Az
első mikroszkópok: XVI. - XVII. század
1590 Hans és Zakariás Jansen (apa és fia) „bolhanéző üveg” 10x nagyítás –első mikroszkóp
1661 Marcello Malphigi (1628-94) mikroszkopikus anatómia atyja kapilláris keringés, vörösvértestek, Malphigi edények
1665 Robert Hooke kombinált mikroszkópot készít, parafa metszeteket vizsgál. A sejt elnevezés tőle származik.
Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723) holland amatőr természettudós. Számos, egyes becslések szerint 400-500 mikroszkópot állított össze. Kb. 270 x nagyítás. Mindent megvizsgált, ami a keze ügyébe akadt. Írásait művészi rajzolókkal illusztráltatta. 1722 négykötetes művet írt.
II. A szövettan és a sejtbiológia kiteljesedése, a genetika
csírái
A XIX. században a biokémia jelentősen fejődött. Számos vegyületet meghatároznak, szintetizálnak. Felfedezik a fehérjéket. Feltárják az emésztés és a felszívódás folyamatát.
1831 Robert Brown (1773-1858) felfedezi, hogy a növényekben sejtmag és sejtmagvacska van.
Matthias Jacob Schleiden (1804-81) német botanikus, a növényi sejttan atyja.
Theodor Schwann (1810-1882) vonja ki elsőnek a gyomorból a pepszint, idegsejtek hüvelyének leírója, a sejtelmélet megalapítója, a modern szövettan megalapozója.
1839-46 Johannes Purkinje és von Mohl megnevezik a protoplazmát (citoplazma)
1848 Wilhelm
Hofmeister (1827-1879) felfedezi a
kromoszómákat (Tradescantia pollen sejtekben)
1888 elnevezése von Waldemeyer-Hartz által
1858 Rudolf Ludwig Karl Virchow (1821-1902) leírja, hogy minden sejt sejtből lesz. „omnis
cellula e cellula”
Gregor Mendel (1822-1884) a klasszikus genetika atyja. Korát jóval megelőzve precíz keresztezéseket hajt végre különböző tulajdonságú borsókkal. Leírja a klasszikus genetika törvényeit. Bár Mendel 1865-ben publikált előremutató eredményeit, a kor tudósai nem ismerték (el), egészen 1900-ig, amikor 3 kutató egymástól függetlenül újra felfedezte Mendel eredményeit.
1869 Friedrich Miescher
(1844-95) felfedezi a nukleinsavakat
1894 enzim-szubsztrát
kapcsolat, mint „kulcs a zárba”. Emil Fischer
(1852-1919) szerves kémikus AS és peptidkutatás
úttörője, 1902-ben Nobel díjat kapott.
1906 Santiago Ramón
Y Cajal (1852-1934), spanyol orvos és
szövetkutató mikrotechnika, szövettani eljárások
szakértője, és Camillo Golgi
(1843-1926) Nobel-díjat kapnak az idegrendszer mikroszkópos vizsgálatáért.
III. Az intracelluláris
folyamatok feltárása
XX. század
1907 Thomas Hunt Morgan (1866-1945) a modern örökléstan megalapozója Drosophila
mutánsokat állít elő. Az öröklődés kromoszómaelméletét nemi kromoszómákhoz
kötött mutációk segítségével támasztotta alá (1910). Kísérleti állata az
ecetmuslica (Drosophila melanogaster) rövid
generációs ideje miatt a borsónál is jobb alanynak bizonyult. 1933 Nobel díj.
1908 Godfrey Hardy angol matematikus és Wilhelm
Weinberg német orvos és statisztikus; a
populációgenetika megalapozása.
Elektronmikroszkópok
1931 Ernst Ruska
elektronmikroszkópot készít (Max Knoll
és Borries) -transzmissziós EM
1986 E. Ruska fizikai Nobel díj
Első elektronmikroszkóp felbontása ugyan meg rosszabb volt, mint az
akkori legjobb fénymikroszkópoké, mégis hatalmas áttörést jelentett. A
fénymikroszkópok elméleti felbontóképességének határa 200-130 nm ezáltal átléphetővé vált.
TEM 0.2 nm SEM
10 nm
1932 Sherington és Adrian
Nobel-díja az idegsejt működésének feltárásáért
1936 Dale és Loewi
idegsejtek kémiai kapcsolatáért
1937 R. Hill a fotoszintézis fény és
sötét reakciójának elkülönítéséért
1937 Szent-Györgyi Albert (1893-1986) Nobel-díja
•
a
biológia oxidáció feltárása
•
C-vitamin
kivonása
XX. sz. második felében a molekuláris biológia fontos módszerei
radioaktív izotópos jelölés és a különböző kromatográfiai módszerek.
Hevesy
György (1885-1966) radioaktív
izotópok használata 1943-ban Nobel-díjat kapott
1945 Sir Alexander Fleming
(1881-1955), Ernst Boris Chain,
Sir Howard Walter Florey – penicillin Nobel-díj
1953 Hans Adolf Krebs (1900-1981)és Fritz Albert Lipmann koenzim-A szerepének feltárásáért Nobel-díjat kapott.
1954 Linus Pauling
(1901-1994)–fehérjék másodlagos szerkezetéért
A DNS térbeli szerkezetének feltárása
1950-es évek: Rosalind Franklin
(1921-58) röntgendiffrakciós képei alapján Francis Harry Compton
Crick (1916-) és James Dewey Watson (1928-)
megfejtik a DNS térbeli szerkezetét.
1962 Watson, Crick és
Maurice Hugh Frederick Wilkins (1916-)
Nobel díja
Frederick Sanger (1918-) kétszeres kémiai Nobel-díjas
1958 inzulin
elsődleges szerkezetéért
1980 szekvenciaanalízis
módszeréért
1959 Severo Ochoa (1905-93) és A. Kornberg RNS és
DNS szintézis feltárásáért
1962 Petrutz
és Kendrew a globuláris
fehérjék szekvenciájának meghatározásáért Nobel díjat kapott; Max Ferdinand Perutz
(UK) (1914-2002) hemoglobin, John Cowdery Kendrew (UK) (1917-1997) mioglobin
1962 Sir John Carew
Eccles (1903-1997), Alan
Lloyd Hodgkin
(1914-1998) és Andrew Fielding Huxley
(1917-) idegsejtek membránjában lejátszódó ionmechanizmusokért
1965 François Jacob (1920-), Jacques
Monod (1910-1976) és André Lwoff
(1902-1994), a francia Pasteur Intézet munkatársai a genetikai szabályozás (operon elmélet) és vírusszintézis mechanizmusának
feltárásáért
1968 Robert
W. Holley (1922-1993), az indiai származású Har Gobind Khorana
(1922-) és Marshall
W. Nirenberg (1927-)a genetikai kód megfejtése és a fehérjeszintézisben betöltött szerepének
tisztázásáért
1974 Albert Claude
(1899-1983), Christian
de Duve (1917-) és George E. Palade (1912-), az endoplazmatikus retikulum első
szabatos leírója a sejtszerkezet és
működés feltárásáért
1978 Peter
D. Mitchell (1920-1992) kemiozmotikus elmélet - ATP mitokondrium
membránján szintetizálódik (kémiai
Nobel-díj).
1983 Barbara McClintock „ugráló gének” felfedezéséért kémiai Nobel díjat kap. Barbara McClintock (1902-1992) kb. 40 éve fedezte fel, hogy bizonyos genetikai elemek ugrálnak, amikor még DNS szerkezetét sem ismerték! A kukoricaszemek foltjait vizsgálta. Azóta hasonló mozgó elemeket találtak a mikroorganizmusoktól az emberig minden élőlény genetikai állományában.
1988 Johann Deisenhofer (1943-), Robert Huber (1937-) és Hartmut Michel (1948-) fotoszintézis molekuláris alapjai-kémiai Nobel-díj
1989 Sidney Altman (1939-) és Thomas R. Cech (1947-): RNS enzimatikus aktivitásának felfedezéséért
IV. Az elmúlt évtized legnagyobb
felfedezései
•G- fehérjék (GTP-kötő szabályozó fehérjék)
•szignál transzdukció
•prionok
Új eljárások:
•NMR (nuclear magnetic resonance) mikroszkópia
•mikromanipulátor
•Metszetkészítés ultramicrotommal
•fagyasztva töréssel, fagyasztva maratással
Genom projektek
1977 FX174 fág teljes genojanak (5375bp) meghatározása-első szekvenált jószág
1986 Genomika deklarálása
|
Csoport |
Teljes szekvencia |
|
.Archea |
16 db |
|
.Bacteria |
89 db |
|
Gombák |
2 db |
|
Egysejtűek |
1 db |
|
Növények |
2 db |
|
Állatok |
4 db |
92-97 Saccharomyces cerevisiae
Az első a káposzta egy közeli rokona (Arabidopsis), második a rizs.
A 4 állatfajból egy az ember.
1995 Haemophilus influenzae (baci) az első szabadon élő lény amit megszekvenálatak 1,830,137 bp
1990-2003
HUMAN GENOM PROJECT
HGP 1990-ben indult 15 évesre tervezték, de most úgy látják, hogy a technikai fejlődés felgyorsultával 2003-ra végeznek.
2001 február az emberi genom szekvenciasorrendje: „draft” szekvencia 2000 júniusban elkészült, 2001 februárban közzétették
Nobel-díj 2002
2002 Sydney Brenner, Robert Horvitz and John Sulston szervfejlődés sé programozott sejthalál területén tett felredezéseikért.
Kiegészítő irodalom:
Réz Gábor: Az elektronmikroszkópos vizsgálati módszerek a biológiai anyagvizsgálatban