François Jacob | Fransk biolog

Forskning

År 1961 utforskade Jacob och Monod idén att kontrollen av enzymernas uttrycksnivåer i cellerna är ett resultat av återkoppling på transkriptionen av DNA-sekvenser.

I många år har man vetat att bakterier och andra celler kan reagera på yttre förhållanden genom att reglera nivåerna av deras viktigaste metaboliska enzymer och/eller aktiviteten hos dessa enzymer.

Om en bakterie till exempel hamnar i en buljong som innehåller laktos, i stället för det enklare sockret glukos, måste den anpassa sig till detta:

1. importera laktos,
2. skära laktos till dess beståndsdelar glukos och galaktos, och
3. omvandlar galaktos till glukos.

Det var känt att cellerna ökar antalet enzymer för dessa steg när de utsätts för laktos.

I och med arbetet med DNA blev det klart att alla proteiner producerades från den genetiska koden. Jacob och Monod visade att det i bakterien E. coli finns specifika proteiner som undertrycker transkriptionen av DNA till dess produkt (RNA). Detta minskar produktionen av dessa särskilda enzymer.

Lac-repressorn

Lac-repressorn är ett DNA-bindande protein som hämmar uttrycket av gener som kodar för laktasenzymer. Repressorn är aktiv i frånvaro av laktos.

Denna repressor (lac-repressor) tillverkas i alla celler. Den binder sig direkt till DNA vid de gener den kontrollerar och förhindrar fysiskt transkription. När laktos blir tillgängligt omvandlas det till allolaktos, vilket hämmar lac-repressorns förmåga att binda DNA.

På detta sätt konstrueras en robust återkopplingsslinga som gör att de laktosnedbrytande enzymerna tillverkas endast när de behövs.

Regleringen av genaktivitet har utvecklats till en mycket stor deldisciplin inom molekylärbiologin. Det finns många mekanismer och många komplexitetsnivåer. Nuvarande forskare finner reglerande händelser på alla nivåer i de processer som uttrycker genetisk information. I den relativt enkla arvsmassan hos bagerijäst (Saccharomyces cerevisiae) är 405 av dess 6 419 proteinkodande gener direkt involverade i transkriptionell kontroll, jämfört med 1 938 som är enzymer.

Böcker

• Sexuality and the genetics of bacteria av E.L. Wollmann och François Jacob, utgiven av Academic Press, 1961.
• The possible & the actual av François Jacob, utgiven i USA av Pantheon Books och i Kanada av Random House of Canada, 1982.
• Statyn inom sig: en självbiografi av François Jacob, översatt från den franska utgåvan från 1987 av Franklin Philip. Basic Books, 1988. ISBN 9780465082230; nyutgåva: 9780879694760
• Livets logik av François Jacob, översatt från den franska utgåvan från 1976 av Princeton University Press 1993.
• Om flugor, möss och människor av François Jacob, översatt från den franska utgåvan och utgiven av Harvard University Press, 1998.