In einem vorherigen Kapitel haben wir uns befasst, wie der Weg von den Erbanlagen (Genotyp) zum äußeren Erscheinungsbild (Phänotyp) verläuft. Im Rahmen der Merkmalsausprägung existierte die sogenannte “Ein-Gen-ein-Enzym”-Hypothese, die besagt, dass die Gene die Bildung von Enzymen verantworten. Dabei gilt: Ein Gen codiert immer ein Enzym, dass im Körper für eine Merkmalsausprägung verantwortlich sind.Von dieser ehemaligen “Ein-Gen-ein-Enzym”-Hypothese leitet sich heute die “Ein-Gen-ein-Polypeptid”-Hypothese ab.
Die “Ein-Gen-ein-Enzym”-Hypothese wurde in der Mitte des 20 Jdh. entwickelt. Forscher entdeckten dabei, dass viele Stoffwechselprozesse aus mehreren Reaktionen bestehen, von denen jede einzelne durch ein spezifisches Enzym (eine Form von Proteinen) katalysiert wird. Jedes Enzym ist durch einen spezifischen “Bauplan” der DNA in seiner Funktionalität bestimmt, d. h. durch eine bestimmte Reihenfolge einer Polypeptidkette, die während der Proteinbiosynthese synthetisiert wird, genau genommen also durch einen bestimmten Abschnitt auf der DNA
In späteren Forschungen wurde herausgefunden, dass Gene nicht nur Proteine in Form von Enzymen codieren, sondern auch Proteine, die beispielsweise auch als Strukturproteine im menschlichen Körper wirken. Aufgrund dessen wurde die Ein-Gen-ein-Enzym-Hypothese zur Ein-Gen-ein-Polypeptid-Hypothese erweitert.
Dabei sind sich die “Ein-Gen-ein-Polypetid” und die “Ein-Gen-ein-Enyzm”-Hpothese ähnlich, denn Enzyme bestehen ebenfalls aus proteinogenen Strukturen (also Polypeptidbindungen). Im Rahmen der Fortschritte in der Genetik hat sich gezeigt, dass nicht jedes Protein auch als Enzym im menschlichen Körper wirkt (so gibt es zum Beispiel “Strukturproteine). Da der “Produkt” der Synthese (Proteinbiosynthese) gleich ist, hat man die “Ein-Gen-ein-Enzym”-Hypothese erweitert. Jedes Gen enthält die genetischen Informationen (den genetischen Code) zur Synthese eines Protein während der Proteinbiosynthese. Dieses Protein muss aber nicht als Enyzm wirken und im menschlichen Körper (Stoffwechsel-) Reaktionen katalysieren
Die “Ein Gen – ein Polypeptid”-Hypothese besagt, dass jedes Gen die Information für die Synthese eines spezifischen Polypeptids liefert.
Die Theorie wurde von George Beadle und Edward Tatum in den 1940er Jahren geprägt.
Das Hauptprinzip der Hypothese ist, dass jedes Gen die Information für die Herstellung eines Polypeptids trägt, welches eine Funktion in der Zelle hat.
Eine bekannte Ausnahme der “Ein Gen – ein Polypeptid”-Hypothese ist das Alternativ-Spleißen, bei dem ein Gen die Information für mehrere verschiedene Polypeptide liefert.
Die “Ein Gen – ein Polypeptid”-Hypothese liefert ein grundlegendes Verständnis davon, wie Gene funktionieren und wie sie die Produktion von Proteinen steuern.
Basierend auf der “Ein Gen – ein Polypeptid”-Hypothese, wird ein Gen zuerst in eine mRNA transkribiert. Diese mRNA wird dann in die Aminosäuresequenz eines Polypeptids übersetzt.
“Transkription” bezeichnet die Übertragung der genetischen Information von der DNA zur mRNA. “Translation” bezeichnet die Übersetzung der mRNA-Information in eine Aminosäuresequenz eines Polypeptids.
Die “Ein Gen – ein Polypeptid”-Hypothese hebt hervor, wie Gene zur Vererbung von Merkmalen beitragen, indem sie die Proteine codieren, die zelluläre Funktionen steuern.
Die “Ein Gen – ein Polypeptid”-Hypothese hat die Forschung im Bereich Genetik maßgeblich beeinflusst, da sie ein grundlegendes Konzept für das Verständnis der Genfunktion liefert.
Trotz einiger Ausnahmen wie dem Alternativ-Spleißen ist die “Ein Gen – ein Polypeptid”-Hypothese immer noch relevant, da sie ein grundlegendes Verständnis dafür bietet, wie Gene die Proteinproduktion steuern.