Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Француз биологы
French biologist
Мендель медалі (1962)
Шарль Леопольд Майер сыйлығы (1962)
Физиология және медицина саласындағы Нобель сыйлығы (1965)
ForMemRS (1973)
Mendel Medal (1962)
Grand Prix Charles Leopold Mayer (1962)
Nobel Prize in Physiology or Medicine (1965)
ForMemRS (1973)
Алғашқы жылдар
Якоб Франциядағы Нанси қаласында саудагер Симон мен Тереза (Франк) Якобтың жалғыз баласы болып дүниеге келді. Ол ерте жасынан-ақ оқуға үйренді. Якобтың анасының әкесі, төрт жұлдызды генерал Альберт Франк, оның балалық шағындағы үлгісі болды. Жеті жасында ол Карно лицейіне түсті, онда келесі он жыл оқыды; өзінің өмірбаяндық еңбегінде ол оны "құлақтандырарлық" деп сипаттады. 1934 жыл шамасында Карно лицейінде оңшыл жастармен қарым-қатынасы шиеленісті болды. Ол әкесін "дінге адал" деп еске алды, ал анасы мен балалық шағындағы маңызды туыстары дінсіз яһудилер болды; бар-мицвадан кейін көп ұзамай ол атеистке айналды. Физика мен математикаға қызығушылық танытқан (және дарынды) болғанымен, Якоб Политехника институтына дайындалу үшін "әлдеқайда қатаң тәртіпте" тағы екі жыл өткізу перспективасынан қорқып, медицинаны таңдады. Хирургиялық операцияны бақылағаннан кейін медицинаға деген қызығушылығы артып, медициналық факультетке түсті. Франция немістер басып алған кезде, анасының қазасынан кейін, Якоб соғысқа қатысу үшін Ұлыбританияға кетті. Медициналық білімінің екінші курсын ғана аяқтаған Якоб 1940 жылы француздық 2-ші бронетанкті дивизияның медициналық бөліміне қосылды. 1944 жылы неміс авиациясының шабуылынан жарақаттанды және 1944 жылдың 1 тамызында азат етілген Париже қайтып келді. Соғыстағы қызметі үшін оған Францияның Екінші дүниежүзілік соғыстағы батылдығы үшін ең жоғары наградасы – «Азаттық кресі», сондай-ақ Легион д’Онер және «Соғыс кресі» ордендері табысталды. Сауыққаннан кейін Якоб медициналық факультетке оралып, тиротрицин зерттеуін бастады, сонымен қатар бактериология әдістерін үйренді. Ол антибиотиктердің жергілікті инфекцияларға қарсы тиімділігі туралы «америкалық жұмысты қайталау» деп сипаттаған диссертациясын қорғады және 1947 жылы медицина докторы атанды. Ол ғылыми-зерттеу саласына қызығушылық танытса да, сол жаздағы микробиологиялық конгреске қатысқаннан кейін өзінің білімсіздігіне көңілі толады. Оның орнына, ол диссертациялық зерттеуін жүргізген Кабанель орталығында жұмыс істеді; оның жаңа міндеті тиротрицин антибиотигін өндіруді қамтыды. Кейіннен орталыққа оқ-дәрі зауыттарын пенициллин өндіруге ауыстыру жұмысы тапсырылды (бірақ бұл мүмкін болмады). Осы кезеңде ол болашақ әйелі Лиз Блохпен танысып, оған ғашық болды. 1999 жылы Якоб Женевье Барьерге үйленді.
Jacob was born the only child of Simon, a merchant, and Thérèse (Franck) Jacob, in Nancy, France. An inquisitive child, he learned to read at a young age. Albert Franck, Jacob's maternal grandfather, a four star general, was Jacob's childhood role model. At seven he entered the Lycée Carnot, where he was schooled for the next ten years; in his autobiography, he describes his impression of it: "a cage". He was antagonized by rightist youth at the Lycée Carnot around 1934. He describes his father as a "conformist in religion", while his mother and other family members important in his childhood were secular Jews; shortly after his bar mitzvah, he became an atheist. Though interested (and talented) in physics and mathematics, Jacob was horrified at the prospect of spending two additional years in "an even more draconian regime" to prepare for higher study at the Polytechnique. Instead, after observing a surgical operation that cemented his "slight interest" in medicine, he entered medical school. During the German occupation of France—and on the heels of his mother's death—Jacob left France for Great Britain to join the war effort. Jacob, who had only completed his second year of medical studies, joined the medical company of the French 2nd Armored Division in 1940. He was injured in a German air attack in 1944 and returned to now liberated Paris on 1 August 1944. For his wartime service, he was awarded France's WWII highest decoration for valor, the Cross of Liberation, as well as Légion d'honneur and croix de guerre. After his recovery, Jacob returned to medical school and began researching tyrothricin and learning the methods of bacteriology in the process. He completed a thesis he described as "replicating American work" on the effectiveness of the antibiotic against local infections, and became a medical doctor in 1947. Though attracted to research as a career, he was discouraged by his own perceived ignorance after attending a microbiology congress that summer. Instead, he took a position at the Cabanel Center, where he had done his thesis research; his new work entailed the manufacture of an antibiotic, tyrothricin. Later, the center was contracted to convert gunpowder factories for penicillin production (though this proved impossible). Also in this period, he met and began courting his future wife, Lise Bloch. Jacob remarried in 1999 to Geneviève Barrier.
Зерттеу
1961 жылы Якоб және Монод клеткалардағы ферменттердің экспрессия деңгейін бақылау ДНК тізбектерінің транскрипциясын реттеудің нәтижесі деген ойды зерттеді. Олардың тәжірибелері мен идеялары молекулалық даму биологиясының, әсіресе транскрипциялық реттеудің жаңа саласын дамытуға түрткі болды. Көп жылдар бойы бактериялар мен басқа жасушалар сыртқы жағдайларға жауап ретінде негізгі метаболикалық ферменттерінің деңгейін және/немесе осы ферменттердің активтілігін реттеуге қабілетті екені белгілі болды. Мысалы, егер бактерия глюкоза емес, лактоза бар ортада болса, онда ол 1) лактозаны импорттау, 2) лактозаны құрамдас бөліктері – глюкоза мен галактозаға ыдырату және 3) галактозаны глюкозаға түрлендіру қажеттілігіне бейімделуі керек. Бұл жағдайда, лактозаға тап болғанда, осы процестерді жүзеге асыратын ферменттердің өндірісі артады, оларды үнемі өндірудің қажеті жоқ. Фермент активтілігін бақылау туралы зерттеулер фермент молекуласының өзіне кішкентай молекулалардың (аллостериялық) әсері (оны қосу немесе өшіру) теорияларымен дамыды, бірақ фермент өндірісін бақылау әдісі сол кезде толыққанды түсініксіз болды. ДНК құрылымы мен маңыздылығы анықталғаннан кейін, барлық ақуыздар оның генетикалық кодынан белгілі бір жолмен өндіріледі және бұл қадам негізгі бақылау нүктесі болуы мүмкін екені анық болды. Якоб және Монод жоғарыда сипатталған лактоза жүйесінде (E. coli бактериясында) ДНК транскрипциясын оның өнімдеріне (РНК-ға, ол өз кезегінде ақуызға аударылады) басуға арналған арнайы ақуыздар бар екенін көрсеткен маңызды тәжірибелік және теориялық жаңалықтар жасады. Бұл репрессор (лакорепрессор) барлық жасушаларда синтезделеді, ол өзі бақылайтын гендердегі ДНК-ға тікелей байланысады және транскрипциялық аппараттың ДНК-ға қол жеткізуіне физикалық түрде кедергі келтіреді. Лактозаның қатысуымен, лактозаның бір бөлігі аллолактозаға айналады, ол репрессорға байланысады, нәтижесінде ол ДНК-ға байланыса алмайды және транскрипциялық репрессия тоқтатылады. Осылайша, лактозаны қорытуға қатысты ақуыз өнімдерінің жиынтығы тек қажет болған кезде ғана өндіріледі. Якоб және Монод осы репрессорлық модельді бастапқыда барлық организмдердегі барлық гендерге қатысты қолданды. Гендік активтілікті реттеу молекулалық биологияның үлкен саласына айналды және шындығында механизмдері мен күрделілігінің көптеген деңгейлерінде үлкен әртүрлілікті көрсетеді. Қазіргі зерттеушілер генетикалық ақпаратты білдіретін процестердің барлық деңгейлерінде реттеу оқиғаларын анықтайды. Нан пісіруші ашытқысының (Saccharomyces cerevisiae) салыстырмалы түрде қарапайым геномында оның 6419 ақуызды кодтайтын гендерінің 405-і тікелей транскрипциялық бақылауға қатысады, ал ферменттердің саны 1938-ге жетеді.
In 1961 Jacob and Monod explored the idea that the control of enzyme expression levels in cells is a result of regulation of transcription of DNA sequences. Their experiments and ideas gave impetus to the emerging field of molecular developmental biology, and of transcriptional regulation in particular. For many years it had been known that bacterial and other cells could respond to external conditions by regulating levels of their key metabolic enzymes, and/or the activity of these enzymes. For instance, if a bacterium finds itself in a broth containing lactose, rather than the simpler sugar glucose, it must adapt itself to the need to 1) import lactose, 2) cleave lactose to its constituents glucose and galactose, and 3) convert the galactose to glucose. It was known that cells ramp up their production of the enzymes that do these steps when exposed to lactose, rather than wastefully producing these enzymes all the time. Studies of enzyme activity control were progressing through theories of the (allosteric) action of small molecules on the enzyme molecule itself (switching it on or off), but the method of controlling the enzyme production was not well understood at the time. With the earlier determination of the structure and central importance of DNA, it became clear that all proteins were being produced in some way from its genetic code, and that this step might form a key control point. Jacob and Monod made key experimental and theoretical discoveries that demonstrated that in the case of the lactose system outlined above (in the bacterium E. coli), there are specific proteins that are devoted to repressing the transcription of the DNA to its product (RNA, which in turn is decoded into protein). This repressor (the lac repressor) is made in all cells, binding directly to DNA at the genes it controls, and physically preventing the transcription apparatus from gaining access to the DNA. In the presence of lactose, some of the lactose is converted to allolactose, which binds to the repressor making it no longer able to bind to DNA, and the transcriptional repression is lifted. In this way, a robust feedback loop is constructed that allows the set of lactose digesting proteins products to be made only when they are needed. Jacob and Monod extended this repressor model to all genes in all organisms in their initial exuberance. The regulation of gene activity has developed into a very large sub discipline of molecular biology, and in truth exhibits enormous variety in mechanism and many levels of complexity. Current researchers find regulatory events at every conceivable level of the processes that express genetic information. In the relatively simple genome of baker's yeast, (Saccharomyces cerevisiae), 405 of its 6,419 protein encoding genes are directly involved in transcriptional control, compared to 1,938 that are enzymes.