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Neurospora crassa Hyphen von Neurospora crassa Systematik Klasse: Sordariomycetes Unterklasse: Sordariomycetidae Ordnung: Sordariales Familie: Sordariaceae Gattung: Neurospora Art: Wissenschaftlicher Name Shear & B. O. Dodge Neurospora crassa ist ein roter Schimmelpilz aus der Abteilung der Schlauchpilze (Ascomycota). Er ist ein bekannter Modellorganismus in der Biologie, der leicht zu züchten ist. Er hat einen haplontischen Lebenszyklus, der eine einfache genetische Analyse erlaubt. Neurospora wurde von Edward Tatum und George Wells Beadle als Untersuchungsobjekt gewählt. Für ihre Arbeiten erhielten sie 1958 den Nobelpreis. Sie setzten den Schimmelpilz ionisierender Strahlung aus, um Mutationen auszulösen. Anschließend untersuchten sie die Stoffwechselwege auf Defekte in Enzymtätigkeiten. Aus ihren Beobachtungen leiteten sie die Ein-Gen-ein-Enzym-Hypothese ab, die heute allerdings nur noch eingeschränkt gültig ist. Im April 2003 wurde in Nature das Genom von N. crassa als durchsequenziert veröffentlicht.
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In allen Fällen bis auf zwei, entwickelten sich die in die Bauchhöhle transplantierten Augen mit der Augenfarbe der Mutante. Die Larven hatten also normale Augen und das transplantierte, rudimentäre Hinterleibsauge. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, dass es die Larvengene in den Zellen des transplantierten Gewebes waren und nicht die Umgebung des Larvengewebes, die zu der mutierten Augenfarbe führten. Die beiden Ausnahmen betrafen Fliegenlarven, die eine zinnoberrote (v) und zinnoberrote (cn) Augenfarbe entwickelten, Farben, die Mutationen weg von der normalen Augenfarbe von Braun waren. Als das Gewebe dieser Mutanten in den Wildtyp transplantiert wurde, entwickelte sich das transplantierte Augengewebe in die Wildtyp-Augenfarbe und nicht in die jeweilige Mutantenfarbe. Beadle und Ephrussi schlossen aus diesen Ergebnissen, dass eine Substanz aus dem umgebenden Wirtsgewebe in das Gewebe der Mutantenlarve diffundiert, die zur Entwicklung der normalen Wildtyp-Augenfarbe führt. Sie stellten die Hypothese auf, dass es sich bei den Wildtyp-Zinnoberrot- und Zinnoberrot-Faktoren um Gene handelt, die für Enzyme kodieren, die für die Produktion von Substanzen notwendig sind, die die Wildtyp-Augenentwicklung verursachen.
Der neu entstandende RNA-Strang beschreibt ebenfalls ein Merkmal des Eukaryoten im Triplett-Code.
Es findet ein alternativer Abbauprozess statt, bei dem Phenylpyruvat angehäuft wird. Das heißt im Falle eines Defekts in einem einzelnen Gen, das für ein Enzym codiert, das am Anfang eines Stoffwechselweges steht, so können mehrere Stoffwechselwege behindert werden. Man spricht auch von Polyphänie: Ein einzelnes Gen beeinflusst mehrere Merkmale. Als Beispiel haben wir die Phenylketunorie besprochen, bei dem ein Defekt in einem Gen zum Ausfall einer ganzen Genwirkkette führt. Neben den Hauptsymptomen kann es auch zur Schädigung von Nervenzellen, Albinismuskennzeichen und anderen Symptomen kommen. Bei der Polygenie sind hingegen mehrere Gene an der Ausbildung eines Merkmals beteiligt. Es kommt zur Ausbildung sogenannter komplexer Merkmale. Zum Beispiel Hautfarbe, Körpergröße und Körpergestalt. Man unterscheidet zwei Arten von Polygenie. Bei der additiven Polygenie summieren sich die Wirkungen mehrerer Gene. Es kommt dadurch zu einer kontinuierlichen Abstufung des Merkmals. Ein Beispiel ist die Hautfarbe.
auch als » Ein - Gen - ein - Polypeptid « Hypothese bekannt, besagt, wie man sich bereits denken kann, dass ein Gen die Informationen für den Bau eines Enzyms trägt. In unserem Körper finden ständig tausende Stoffwechselvorgänge statt. Um diese Prozesse möglich zu machen, produziert unser Körper Enzyme. Na? Erinnert ihr euch noch? Enzyme sind die Regulatoren und Katalysatoren unseres Körpers. Sie steuern sämtliche Stoffwechselvorgänge. Sie regeln beispielsweise die Verdauung, bekämpfen Infektionen, stärken unser Immunsystem etc. Enzyme sind Proteine, daher auch "Ein Gen ein Polypeptid Hypothese". Jene Hypothese wurde anno 1945 von Beadle & Tatum formuliert. Gemeinsam erforschten sie die Synthesekette der Aminosäure Arginin beim Schimmelpilz (Neurospora crassa). Wildtypen dieser Pilzart haben die Fähigkeit alle Aminosäuren selbst zu produzieren und können somit auch auf aminosäurefreiem Nährboden wachsen. Durch UV-Strahlung können jedoch einige Gene mutieren (näheres in Kapitel 5). Infolgedessen verlieren einige Zellen und die nachfolgenden Generationen die Fähigkeit einige Stoffe zu bilden.