את ההיסטונים גילה הביולוג הגרמני אלברכט קוסל בשנת 1884. ב-1910 קיבל על כך את פרס נובל לפיזיולוגיה או לרפואה.
תסמונת פראדר וילי
תסמונת פראדר וילי (Prader Willi syndrome או PWS), המוכרת גם בשם "תסמונת הרעב הקטלני", היא הפרעה גנטית המתבטאת במוגבלות שכלית התפתחותית או לקויות למידה, התבגרות מינית לא שלמה, בעיות בהתנהגות, טונוס שרירי נמוך ותאווה בלתי נשלטת לאוכל, אשר יחד עם מטבוליזם נמוך גורמת להשמנת יתר חמורה שעלולה להוביל למוות.
ההפרעה פוגעת באחד מ-14 אלף ילודים, בשכיחות דומה בקרב בנים ובנות ובקרב כל עמי העולם. התסמונת תוארה לראשונה בשנת 1956 על ידי צוות רופאים שווייצרים, שעקבו במשך שנים מספר אחר התפתחות תינוקות היפוטוניים.
התסמונת, ב-70% מהמקרים, היא תולדה של פגם גנטי בשל מחיקות נרחבות במיקום q11-13 בכרומוזום מספר 15 מהמקור האבהי, בעוד שהכרומוזום האמהי מושתק על ידי תהליך של החתמה גנומית. החוסר הכפול שנוצר, בעקבות המוטציה בכרומוזום האבהי והשיתוק של המקור האמהי, גורמים לתסמונת. במקרים נדירים ביותר הסיבה היא חסימה כימית של אזור מסוים בכרומוזום.
30% הנותרים, הם תוצאת של דיזומיה חד הורית - הורשה של כרומוזום מסוים ממקור אבהי או אמהי בלבד, ובתסמונת - ממקור אמהי בלבד.
המצב ההפוך - מחיקות נרחבות בכרומוזום מהמקור האמהי וחסימה של המקור האבהי על ידי החתמה גנומית, גורמות לתסמונת אנגלמן.
התסמונת קרויה על שמם של שניים מחמשת החוקרים השווייצרים שתיארו אותה לראשונה ב-1956, אנדרה פראדר והיינריך וילי.
אבחון.
אף על פי שעדיין לא נמצא הגן האחראי למחלה, ביותר מ-99% מהמקרים ניתן לאבחן מולקולרית.
כ-5%-2% מהמקרים של תסמונת פראדר-ווילי נגרמים בעקבות פגם בתהליך ההחתמה וברוב המקרים התקלה היא כבר בתהליך יצירת הזרע ואינה גנטית.
תסמונת אנגלמן
תסמונת אנג'למן (Angelman Syndrome או AS) היא תסמונת גנטית הפוגעת באחד מתוך 15 אלף עד 30 אלף ילדים. המאובחנים בתסמונת סובלים מליקויים התפתחותיים, מוגבלות שכלית, מראה חיצוני אופייני ובעיות התנהגותיות שונות. בדרך כלל, מזוהה התסמונת בחודשים הראשונים לחיי הילוד אך לעיתים גם בגיל מאוחר יותר.
תיאור התסמונת.
נושאי התסמונת עשויים לסבול מתסמינים שונים, להלן:
המאובחנים בתסמונת יתאפיינו במראה חיצוני אשר בא לידי ביטוי בפה ומצח רחבים, וצבע עור בהיר.
למוטציה הגנטית קיימות ארבע וריאציות, ולאור כך, חולקו הלוקים בתסמונת לארבע קבוצות גנטיות, כמפורט להלן:
המוטציה השכיחה ביותר, המופיעה ב-70% מהמקרים, היא מוטציה בבסיס הגנטי האחראי להופעת התסמונת, כרומוזום מספר 15. במקטע כרומוזמי זה, המקטע הגנטי מהאם פגום בעוד המקטע הגנטי מהאב מושתק.
מוטציה נוספת, בה לוקים כ-5% מבעלי התסמונת, היא מוטציה המונעת את פעולתו של החלבון אוביקוויטין. חלבון זה אחראי על פירוק של חלבונים בגוף, כחלק מהפעילות התאית הנורמלית.
מוטציה נדירה יותר מתרחשת כאשר הילד יורש שני עותקים של כרומוזום מספר 15 מהאב, ללא עותק מהאם.
מוטציה נדירה נוספת, מתבטאת בהחתמה גנטית פגומה, כאשר העותק האמהי מוחתם באופן זהה לעותק האבהי, וכך נוצר מצב בו אין ביטוי לאף אחד מן הגנים.
התסמונת ההפוכה מבחינת המנגנון הגנטי היא תסמונת פראדר וילי.
ג'יימס ווטסון
ג'יימס דיואי ווטסון (באנגלית: James Dewey Watson; נולד ב-6 באפריל 1928 בשיקגו) הוא גנטיקאי אמריקאי לו מיוחס גילוי מבנה מולקולת ה-DNA במעבדת קוונדיש יחד עם פרנסיס קריק, על בסיס עבודתה של רוזלינד פרנקלין.
בשל הישג זה זכה בפרס נובל לפיזיולוגיה או לרפואה לשנת 1962 יחד עם קריק ומוריס וילקינס.
ביוגרפיה.
ווטסון החל את לימודיו באוניברסיטת שיקגו בגיל 15 (שם למד זואולוגיה). בשנת 1950 קיבל תואר דוקטור מאוניברסיטת אינדיאנה, על עבודה בהנחייתו של סלבדור לוריא, והגיע לקיימברידג' לפוסטדוקטורט כשהיה בן 23 בלבד.
המחקר על מבנה ה-DNA.
ב-1951 פגש ווטסון את מוריס וילקינס, במסגרת הרצאה שווילקינס נתן בכינוס בנאפולי, שם הציג תמונות של עקיפה של קרני רנטגן של מולקולת ה-DNA, ושמע ממנו על השימוש בשיטה זו לצורך ניתוח המבנה של מולקולת ה-DNA. הרצאה זו שימשה לווטסון כמניע להתמקד בניסיון לחקור את מבנה ה-DNA. לא היה לו כמעט מושג בתחום זה וכאשר הגיע למעבדת קוונדיש הוא חלק חדר עם קריק, שבניגוד אליו היה בעל ידע משמעותי בתחום זה ובתחומים אחרים הקשורים לכימיה ולפיזיקה.
עיקר המחקר במעבדת קוונדיש נעשה בחלבונים, אך ווטסון וקריק החליטו להתחיל ולעבוד על ניסיון לפענח את המבנה המרחבי של ה-DNA. לדעתם, וכאמור בניגוד לתפיסה שרווחה באותה תקופה, היה סיכוי גבוה שדווקא מולקולה זו נושאת את החומר התורשתי. בנו של פאולינג, פיטר, נמצא אף הוא במעבדת קוונדיש, ובדרך זו זכו ווטסון וקריק למידע שעומד להתפרסם בתחום עוד לפני הפרסום בפועל. כך יכלו לעקוב אחר ההתקדמות של פאולינג (שנמצא בקליפורניה), ולקבל מידע רב-משמעות בעבורם שישמש, כפי שנראה, גם כמניע להתקדמות בפענוח המבנה.
אחת ההחלטות הראשונות של ווטסון וקריק, שהייתה לה כנראה משמעות רבה מבחינת הגילוי, היא ההחלטה שלהם לנסות ולבנות מודל פיזי שיתאר את מבנה המולקולה, בדומה לשיטה שבה נקט פאולינג במהלך גילוי המוטיב החלבוני ה"אלפא הליקס". המודל שניסו לבנות, כלומר מבנה המולקולה, אמור היה לעמוד בדרישות של הקשרים שבין מרכיבי המולקולה ולהיות בעל משמעות מבחינת יכולת ההעברה של המידע הגנטי.
הניסיון הראשון של ווטסון וקריק משנת 1951 לבנות מודל של המולקולה התבסס על דברים שווטסון שמע וזכר (אך כנראה לא הבין) מהרצאה שנשאה רוזלינד פרנקלין בקינגס קולג'. מודל זה התבסס על ההנחה של מולקולה בעלת שלושה סלילים שקבוצת הפוספט נמצאת במרכזה-הנחה שגויה הן מבחינת המטען החשמלי במרכז וכמות מולקולות המים.
פרנקלין – שהוזמנה ביחד עם וילקינס וחוקרים נוספים של קינגס קולג' לראות את המודל – הבינה כי אינו מתאים לתוצאות שהוצגו על ידה, ופסלה אותו מיד. לאחר ניסיון זה הורה להם בראג, מנהל המעבדה, להפסיק לעבוד על מבנה ה-DNA ולהתמקד בתחומים אחרים.
לאחר כשנה, בעקבות ניסוי הרשי-צ'ייס (1952) שתמך משמעותית בהנחה שה-DNA הוא החומר התורשתי הנמצא בתא החי וכן בשל הידיעה כי פאולינג וקורי החלו לעבוד בעצמם על פענוח מבנה ה-DNA, הסכים בראג כי ווטסון וקריק יחזרו לעבוד על בניית המודל.
בשלב זה במיוחד, לקראת בניית המודל הסופי, עשו ווטסון וקריק שימוש מהותי במידע נוסף של רוזלינד פרנקלין ולמעשה התבססו עליו על מנת להגיע למודל הסופי: צילום רנטגן של המולקולה מסוג B המכונה "תצלום 51" ודו"ח שחיברה פרנקלין עבור ועדה מטעם מועצת המחקר הרפואי (MRC). לאחר שראה את הדו"ח של פרנקלין, קריק הגיע מיד למסקנה כי הסלילים במולקולה נמצאים בכיוונים מנוגדים. רק קריק יכול היה להסיק זאת כי לווטסון לא היה כלל מושג בתחום זה של קביעת מבנה של מולקולה.
ב-4 בפברואר 1953 ניסו ווטסון וקריק שוב לבנות את המודל, והפעם מודל של סליל כפול המתבסס במפורש הן על הנתונים שווטסון ראה בתצלום 51 והן על הנתונים שהופיעו בדו"ח של פרנקלין למועצת המחקר הרפואי, שהתקבל מפרוץ.
ואולם למרות זאת, אחת הבעיות בפניה עמדו ווטסון וקריק בהשלמת המודל הייתה הזיווג הנכון של הבסיסים, כאשר כל חלק מהמולקולה אמור היה להתאים לחלקים האחרים מבחינת הקשרים הכימיים הדרושים. במשך ימים לא מעטים ניסה ווטסון לחבר את החלקים של המולקולה באמצעות מודל מקרטון. לאחר מספר ניסיונות כושלים, נכנס לתמונה חוקר כימאי בשם ג'רי דונויו (Jerry Donohue) שישב באותו חדר עם ווטסון והיה תלמידו לשעבר של פאולינג. דונויו ראה את החלקים שבהם השתמש ווטסון כדי לדמות את הבסיסים ואת הניסיונות שלו לזווג אותם ללא הצלחה. הוא הבחין כי ווטסון משתמש בצורת בסיס הנקראת "אנול" במקום ב"קטו" והסב את תשומת ליבו לכך שהכתוב בספרי הלימוד על הביוכימיה של חומצות גרעין, עליו ווטסון הסתמך, אינו נכון. כך התאפשר לווטסון לבצע את זיווג הבסיסים הנכון.
בניית המודל הסתיימה בסוף חודש פברואר. ב-28 בפברואר 1953, בהתאם לגרסתו התיאטרלית של ווטסון בספרו, נכנס קריק בסערה אל פאב ה-Eagle והודיע לכולם כי "מצאנו את הסוד של החיים". המאמר שלהם נכתב במהלך חודש מרץ, ונשלח לפרסום ב-2 באפריל 1953.
ב-25 באפריל התפרסם גיליון מספר 171 של כתב העת Nature ובו הופיעו שלושה מאמרים הקשורים למבנה ה-DNA, אשר נשלחו לפרסום באותו תאריך. ראשון הופיע המאמר של ווטסון וקריק, "המבנה המולקולרי של חומצות גרעין" (Molecular Structure of Nucleic Acids), אשר היה קצר ביותר והשתרע על פני מעט יותר מעמוד. השני, המאמר של וילקינס עם סטוקס ווילסון, "מבנה מולקולרי של חומצות גרעין דאופנטוזיות" (Molecular Structure of Deoxypentose Nucleic Acids), והשלישי המאמר של פרנקלין ותלמיד המחקר שלה גוסלינג – "תצורה מולקולרית בתימונוקליאט" (Molecular Configuration in Sodium Thymonucleate).