VIII KROMATIININ JA KROMOSOMIEN RAKENNETUTKIMUS

Transkriptio

1 Veikko Sorsa: PERINNÖLLISYYSTIETEEN HISTORIAA 1 VIII KROMATIININ JA KROMOSOMIEN RAKENNETUTKIMUS A Kromosomi- ja kromatiinitutkimuksen varhaishistoriaa Cyril Dean Darlington Tuman ja kromosomien jakautumisvaiheet mitoosissa ja meioosissa, kromatiini ja sen fiksoimis- ja värjäysmenetelmät, leiketekniikka jne. kehitettiin pääasiallisesti jo 1800-luvun lopulla. Myös kromosomien kierteisyys havaittiin ja lamppuharja- sekä polyteenikromosomit kuvattiin. Robert Feulgen keksi DNA-värjäyksen, josta kehitettiin kromosomien erikoisvärjäys (Feulgen ja Rossenbeck). John Belling keksi puristetekniikan sekä asetokarmiinivärjäyksen 1927, jonka avulla myös maissin profaasikromosomien kartoitus pääsi hyvään vauhtiin, ja 1933 polyteenikromosomien tutkimus sekä kartoitus alkoi. Cyril Dean Darlington (1932) esitti prekositeettiteorian, jonka mukaan sukkulan jakautumissykli menee edelle meioosissa (, jossa on kaksi perättäistä jakautumista ja kromosomien täytyy muodostaa pareja, jolloin tavallisesti ensimmäisessä jakautumisessa tapahtuu kromosomiluvun puoliintuminen l. reduktio). Bakteerisolun ja kromosomin rakenne; René Dubos keräsi (1945) 8 vanhaa teoriaa bakteerisolun rakenteesta, joista viimeinen; alunperin Carl C. Lindegren:in esittämä käsitys, että bakt. tumassa geenit ovat yhtenä jonona, vastaa ehkä parhaiten nykykäsitystä. Bakteerisolun tuman ja kromatiinin tutkimus edistyi huomattavasti, kun Carl F. Robinow sovelsi Piekarskin kehittämiä värjäysmenetelmiä bakteerien mikroskopiaan (mm. Robinowin ns. hapan Giemsa-tekniikka, joka Feulgenia paremmin näytti sekä tuman että solukalvot). EM-ohutleike-tekniikkaa kehitettiin mm. RCA:n laboratorioissa Princetonissa, New Jerseyssä (J. Hillier ym.) ja Rockefeller Institute for Medical Research, NY., (Keith Porter & J. Blum, jotka kehittivät mm. Porter-Blum-ultramikrotomin). Ensimmäiset EMkuvat (Chapman & Hillier 1953) osoittivat vain, että bakteereissa ei ole tumakelmua. Vasta kun Edouard Kellenberger ja Antoinette Ryter kehittivät fiksointija preparointiprosessia bakteerien ja virusten genomit saatiin esille selvemmin, mutta alkeistumien DNA tuli näkyviin vasta Kleinschmidtin solujen hajotusmenetelmällä 1960-luvun alussa. Tällöin John Cairns alkoi myös valomikroskopiaan perustuvat autoradiografia-kuvaukset eristetyllä bakteeri-dna:lla, jotka osoittivat, että bakteereissa on vain yksi rengasmainen, n. 1 mm:n mittainen DNA (kromosomi), joka kahdentuu n minuutissa. B DNA-mittaukset, RNA, reassosiaatio ja telomeerit Feulgen-värjäykseen perustuen kehitettiin DNA:n mittausmenetelmiä; Strasbourgissa André Boivin ja hänen kolleegansa R. ja C. Vendrely, sekä Rockefeller Instituutissa Alfred Mirsky ja Hans Ris. Havaittiin DNA:n määrän kaksinkertaisuus 2nvaiheessa n-vaiheeseen verrattuna, eläimillä sekä myös kasveilla (Hewson Swift 1950). Torbjörn Oscar Caspersson kehitti UV-valon käyttöön perustuvia mittausmenetelmiä: Casperssonin-Zeissin: Ultraspektrofotometrin. RNA, joka aluksi eristettiin hiivasoluista ja nimettiin kasvinukleiinihapoksi paikannettiin pääasiassa sytoplasmaan (Robert Feulgen ja Martin Behrens 1937). Jean Brachet (Brysselissä) ja T. Caspersson (Tukholmassa) kehittivät uusia RNA:n paikannusmenetelmiä ja huomasivat suuren määrän RNA:ta nukleolissa. RNA-määrän huomattiin liittyvän proteiinisynteesin määrään. Holger Hydén huomasi RNA:n syntyvän tumassa, mutta kulkeutuvan ulos. Tämän vahvistivat R. Jeener ja Brachet. Kun DNA:n kaksoiskierremalli tuli tunnetuksi, kokeiltiin juosteiden erottamista kuumentamalla, jolloin havaittiin vastinjuosteiden reassosiaatio uudelleen jäähdytettäessä. Reassosiaatiokokeita tehtäessä eri eliöiden DNAnäytteet osoittautuivat varsin erilaisiksi (Roy J. Britten ja David E. Kohne). Esim. hiiren genomi sisälsi n. 10% erittäin nopeasti kaksoisjuosteeksi palautuvaa DNA:ta Michael Waring, Britten

2 Veikko Sorsa: PERINNÖLLISYYSTIETEEN HISTORIAA 2 ym. USA:ssa, ja Peter Walker & Ann McClaren ym. Edinburghissa huomasivat, että tämä nopeasti reassosioituva fraktio sisälsi jopa miljoonia samanlaisia DNA-jaksoja. Miazawa & C.A. Thomas, Jr. sekä P. Walker & Ann McClaren esittelivät uuden hydroksiapatiitti-menetelmän kaksijuosteiseksi palautuneen DNA:n erottamiseksi. Genomin DNA voitiin jakaa reassosiaatioajan suhteen neljään fraktioon: IR, HR, MR ja SS( tai US), jotka sittemmin voitiin paikantaa myös kromosomiin. Tutkimuksessa paljon käytetty menetelmä on ollut myös Mary Lou Parduen ja Joseph Gallin Yalessa kehittämä RNA-DNA-hybridisaatio. Ruth Kavenoff ja Bruno Zimm (UC, San Diego, La Jolla) kehittivät eristettyjen DNAfragmenttien mittauslaitteen, jolla he saattoivat tutkia koko kromosomin mittaista DNA:ta myös inversioja translokaatio-kromosomeista. Charles A. Thomas, Jr. ym. (Harvard Med. School, Boston) kehittivät menetelmän, jolla repetitiiviset alueet saatiin muodostamaan DNArenkaita (Thomas circles). Jo H.J. Muller antoi kromosomin päille nimen telomeeri. Telomeeri-DNA: eristäminen onnistui ensin Tetrahymena thermo-phila n tumista, joissa on suuri määrä telomeeri-dna:ta (Elizabeth H. Blackburn ja Joseph G. Gall, Yalen yliopisto). Lajin tumissa esiintyy minikromosomeja, joissa telomeerisekvenssi (TTGGGG) on monistuneena jopa 10000x. E.H. Blackburn jatkoi telomeeri-dnatutkimusta UC, Berkeleyssä. T-sekvenssin yleiskaava eukary-ooteissa (T/A)1-4(G)1-8kpl. Los Alamos-in Natl. Lab.:in ryhmä Juliane Meyne, Robert L. Ratliff ja Robert K. Moyzis kehittivät fluoresenssi-markkerin Mary Lou Pardue ja Charles A. Thomas, Jr. ihmisen telomeerisek-venssille TTAGGG +biotiini, johon hybridisaation jälkeen liitettiin avidiini sekä fluoresoiva antiavidiini-vastaaine. Menetelmä pystyi erottamaan toisistaan TTAja TAA-alkuiset telomeerisekvenssit. Telomeeri-sekvenssien paikantamis-kokeita on tehty mm. MIT :ssa Mary Lou Parduen johdolla. Kromosominpäiden purkamis-kokeissa (Bal 31- Roy Britten entsyymillä) telomeerileima hävisi. Ruth Kavenoff Ihmiskromosomeissa yleensä kopiota; (TTAGGG) C Solunsyklit ja kromosomireplikaatio Jo vuotta ennen kuin Matt Meselson ja Frank Stahl osoittivat DNA:n replikaation semikonservatiiviseksi bakteereissa, J. Herbert Taylor, P.S. Woods & W.L. Hughes (1957) saivat samanlaisen tuloksen kromosomien DNA:n replikaatiosta käyttämällä radioaktiivista tymidiinimarkkeria. Radioautografia oli tullut käyttöön jo 1952, jolloin A. Howard ja S.R. Pelc saivat esille Vician solusyklin vaiheet. John Cairns (Natl.Univ. of Australia, sittemmin Cold Spring Harbor, NY) jatkoi bakteeri-dna:lla alkamiaan leimauskokeita soluviljelmissä ja sai esille suuren määrän replikaation alkukohtia eukaryootti-dna:ssa. Tymidiinileimaa vähentämällä kokeen

3 Veikko Sorsa: PERINNÖLLISYYSTIETEEN HISTORIAA 3 aikana J.A. Huberman ja A.D. Riggs 1968 osoittivat, että replikaatio alkaa leimausalueen keskeltä ja etenee siitä molempiin suuntiin (ns. kaksisuunntainen replikaatio). David Hogness in ryhmä; (Alan B. Blumenthal, Henry J. Kriegstein & D.S.H.,Stanford Univ.) 1973 havaitsi replikonien pituuden vaihteleven eri kehitysvaiheissa, eniten initiaatiokohtia oli käytössä ja replikonit olivat lyhimmät alkionkehityksen aikana, jolloin Drosophilan solusykli on vain n. 10 min., josta 3 min. kuluu S-vaiheeseen l. replikaatioon. Herbert Stern in ryhmä (Hotta, Ito, Roth ym., UC, La Jolla) tutki meioosin alkua Lilium longiflorumin heteissä ja selvitti profaasivaiheeseen liittyvät kromosomin runko- DNA:n ja ns. repair-replikaation ym.kiasmojen syntyyn liittyvät tapahtumat. D Histonit ja nukleosomirakenne Kromosomeissa DNA näytti olevan kaksoisjuostetta huomattavasti paksumpana rakenteena. Malleja tästä pakkautumistavasta esittivät mm. Arthur Cole 1962 ja Ernst DuPraw Kokeellisesti J.D. Pardon, M.F.H. Wilkins ja B.M. Richards sekä R.I. Cotter (Kings College ja Searle Res. Labs, Engl.) osoittivat röntgendiffraktion avulla, että kromatiinissa DNA muodostaa ensin n. 10 nm:in kierteisen rihman. Samaan tulokseen tultiin myös EM-kuvista ( Hans Ris ym.). Histonien osuutta DNA:n pakkautumisessa tutkittiin monella taholla mm. Cal Tech (James Bonner ym.) ja UC, San Francisco (G. Zubay ym.) alkoi ilmestyä tuloksia, joiden mukaan rihma ei ollut yhtenäinen vaan jaksottainen (C.L.F. Woodcock, ja D.R. Hewish & L.A. Burgoyne). Woodcockin ensimmäinen julkaisuyritys jaksottaisesta rakenteesta sai aluksi kirjoituksen arvioijilta täysin tyrmäävän vastaanoton, kunnes saman-suuntaisia havaintoja alkoi tulla monelta taholta Ada L. ja Donald E. Olins (Oak Ridge, Tennessee) julkaisivat ensimmäiset EM-kuvat nubodeista eli kromatiini-rihman rakenne-yksiköistä. Samanaikaisesti 1974 Cambridgessä Englannissa Roger Kornberg, Jean Thomas ja Markus Noll ym. saivat nukleaasi-kokeissa kromatiini-dna:sta n. 200 nukleotidiparin pätkiä, joissa suuri osa DNA:sta oli lujasti kiinni histoneissa. Baldwin ym esittivät mallin, jossa n. 140 np:a DNA:ta on kiertyneenä histoni-kompleksin ympärille. Oudet, Chambon, Gross-Belard ym antoivat nimen nukleosomi. Useita muita malleja nukleosomin rakenteesta esitettiin mm. A. Worcel, B. Alberts ja H. Weitraub, Princeton Univ. (puolikasmalli) F.H.C. Crick ja A. Klug (Kinky helixmalli), Alex Varshavsky ym.( toroidaalinen malli), N.M. Maraldi, S. Capitani, L. Cocco & F.A. Manzoli (Univ. Ancona, Chieti ja Bologna). J. T. Finch & Aaron Klug, ym. tarkensivat mallia : 146 np:a John Cairns A.D. Riggs ja J.A. Huberman DNA:ta kiertää kahden kiekkomaisen heterologisen (H4,H3,H2a,H2b) histonitetrameerin ympärille n. 1 3/4 kierrosta, loput jaksosta n.54 np:a muodostaa välikkeen l. spacer-dna:n nukleosomista toiseen. Finch, Thoma, Koller, Klug ym olettivat H1:n Roger Kornberg liittyvän kompleksin ulkopuolelle sitoen kaksi täyttäkierrosta eli 166 np:a DNA:ta kromatosomiksi (nimitys; Simpson 1978). Kromatosomien välille jäävän n. 34 np:in jakson rakenteesta on myös erilaisia malleja.

4 Veikko Sorsa: PERINNÖLLISYYSTIETEEN HISTORIAA 4 E Kromatiinin korkeampiasteiset rakenteet ja kromosomit Kokonaisina levitettyjen ja kuivattujan mitoosin metafaasikromosomien EM-kuvissa DuPraw ym. saivat esiin n nm:n paksuisen rihman muodostamia lenkkejä. Erilaisia malleja tämän nukleosomi-kromatosomirihman korkeampiasteisen kierteen rakenteesta ovat esittäneet mm. Finch ja Klug (ns. kierteisyys-yksikön solenoidimalli), A. Worcel ja C. Benyajati ns. zig-zag-kierre, ja Worcel et al. edelleen paranneltu twisted malli, McGhee ym.( avokierremalli) , P.J.G. Butler 1983 (spacerit oikealle kierteisinä solenoidin sisällä) M.F. Smith, B.D. Athey, S.P. Williams & J. P. Langmore 1990; umpi-solenoidi, jossa spacerit kulkevat kierteen läpi. Kromosomitasolla ns. kierre-hierarkiamalli on ollut yleisesti hyväksytty ja valomikroskooppitasolla se on kuvattu vakuuttavasti mm. L.R. Cleveland 1949, J.H. Taylor 1958, Y. Ohnuki 1968, H. Ris ja J. Korenberg 1979 (kierrehierarkia-asteet DNA:sta kromosomiin). Zeuthen, Bak ym Elektronimikroskopia synnytti kuitenkin useita ns. folded-fiber-malleja esim. DuPraw 1970, E. Stubblefield ja W. Wray 1971, D.E. Comings 1977 ja radial-loop- scaffoldmalleja kuten esim. M.P.F. Marsden ja U.K. Laemmli 1979, K.J. Pienta ja D.S. Coffey J. B. Rattner ja C.C. Lin (UC, Irvine) 1985 onnistuivat kuitenkin säilyttämään kierrehierarkian ja radial-loopit EM-kuvissa, jotka siten tukivat S. ja C. Nokkalan (Turun yliopisto) samoihin aikoihin esittämää valomikroskopiaan perustuvaa kromosomirungon kierteis-rakennehypoteesia: (nukleosomikromatosomi-kierre --> kromoneemakierre --> makrokierre). Makrokierteen syntymiselle eukromaattisilla alueilla saattaa olla syynä polyteenikromosomeissa näkyvä kromomeerien jaksottainen erikokoisuus, koska makrokierre puuttuu heterokromaatisilta (repetitiivisen DNA:n) alueilta, jossa pakkautumisyksiköt (kromomeerit) ovat yhtä suuria. Keinotekoiset kromosomit, YAC; 1977 Stanfordin ryhmä; Kevin Struhl, Dan T. Stinchcomb, Steward Scherer ja Ronald W. Davis kloonasivat replikaattorin (initiaatiokohdan), 1980 Louise Clarke ja John A. Carbon (UC, Santa Barbara) kloonasivat hiivan sentromeeri-dna:n Jack W. Svoztak ja E.H. Blackburn (UC, Berkeley) ; Tetrahymenan telomeeri--> hiivan kromosomiin, ja hiivan telom.- DNA:n kloonaus; Berkeleyssä sekä Fred Hutchison Cancer Res. Centerin (Seattle) tutkijat; Ginger M. Dani, ja Virginia A. Zakian. Abraham Worcel ja Ada Olins Wayne Wray ja Ernst DuPraw Ensimmäinen YAC n np; <5% lyhimmän luonnollisen hiivakromosomin DNA:sta, (paljon väärinjalautumisia). Seuraava YAC; np, jakautuminen parani, virhe vain < 0.3%. Hiivan keinotekoisia kromosomeja (YAC) on sittemmin käytetty laajamittaisesti mm. banaanikärpäsen Drosophila melanogaster genomin analyysiin (esim. Daniel Hartl in johtama tutkimusryhmä Washington yliopistossa, St. Louisissa, Miss. ja siirryttyään Harvardiin 1990-luvun alusta lähtien). Telomeraasi-entsyymin eristi Greg B. Morin (Yale) syöpäsoluista, ja sitten Elizabeth H. Blackburn ja David Comings

5 Veikko Sorsa: PERINNÖLLISYYSTIETEEN HISTORIAA 5 Carol W. Grieder (Cold Spring Harbor Labs) Tetrahymenasta; entsyymissä prot. + RNA, joka on komplementaarinen telomeerisekvenssille; TTGGGG. Topoisomeraasin (topo I) eristi James C. Wang (Harvard) 1971; Aiemmat havainnot: yhden juosteen katkos ja ehjän juosteen pyöriminen oletettiin jo 1960-luvun alussa (Robert L. Sinsheimer ja Walter Fiers, Cal Tech; yksijuosteinen DNA-virus PhiiX174, ja John Cairns, Natl Univ.Austr ; bakteerin 2-juosteisen renkaan replikaatio). Jerome Vinograd (Cal Tech) havaitsi superkierteen virus-dna:ssa ja sen vaihtelun Howard A. Nash (NI Mental H) ja Kiyoshi Mizuuchi (NIH) tutkivat superkierteen syntyä ja relaksoitumista --> entsyymitapahtuma tarvitsi ATP: tä Martin Gellert ym. (NIH) eristivät topoisomeraasi II - entsyymin. F Polyteniahypoteesi ja polyteenikromosomit E.G. Balbiani kuvasi Chironomus toukan sylkirauhassolujen tumanauhat (nuclear cords) jo 1881, ja monet muut tutkivat niitä sen jälkeen, kunnes 1912 F. Rambousek epäili niitä kromosomeiksi. Seuraavan kerran tämän käsityksen toi esille D. Kostoff 1930, ja pari vuotta myöhemmin 1932 syksyllä T.S. Painter alkoi tutkia Drosophilan sylkirauhas -kromosomeja puristusmenetelmällä. Painterin ens. artikkeli tuli joulukuussa 1933, jo vuoden 1933 alussa olivat Emil Heitz ja Hans Bauer selittäneet Bibio-sääsken toukan tumanauhat kromosomeiksi ja havainneet niiden lukumäärän ja koon vastaavan lajin haploidia kromosomistoa R.L. King ja H.W. Beams selittivät Chironomuksen jättiläiskromosomit. N.K. Koltzoff esitti polytenia-hypoteesin (putki-malli) 1934 ja C.B. Bridges päätyi samaan 1935, mutta umpimalliin, jonka H. Bauer sitten todisti oikeammaksi optisin poikkileikkauksin. Painter piirsi ensimmäiset kartat Drosophilan kromosomeista , mutta järjestelmällisen juovakartoituksen ja juovien numeroinnin aloitti C.B. Bridges , laajennettujen karttojen piirtämistä jatkoi P.N. Bridges Wolgang Beermann esitti 1952 hypoteesin, että polyteenikromosomien pullistumat eli puffit osoittavat geeniaktiviteettia, joka on kudoskohtaisesti erilainen. F. Mechelke havaitsi puffien siirtyvän, U. Clever ja P. Karlson 1960 osoittivat niiden hormonaalisen säätelyn. F.M. Ritossa 1962 sai Hans Bauer ja Lloid F.LaCour Oxfordin kromosomikokouksessa 1970 lämpökäsittelyllä aikaan sarjan puffeja uusilla alueilla. David Wolstenhome osoitti 1965 akridiinioranssiflueresenssilla DNA:n polyteenikromosomeissa myös juovien välillä, jota aiempi Feulgen-värjäys ei pystynyt osoittamaan. Sciaran kromosomeissa havaittiin DNApuffeja (Helen V. Crouse 1968). Viime vuosina on kehitetty ns. mikrokloonaus-tekniikoita suoraan polyteenikromosomista irroitetulle DNA:lle (M. Frey, T. Koller ja M. Lezzi, Zürichin Teknillinen kk., sekä F. Scalenghe, E. Turco, J.-E: Edström, V. Pirrotta ja M. Melli, EMBO Labs, Heidelberg). G Lamppuharjakromosomit, kiasmat ja synaptoneemakompleksi Jo Flemming 1882 ja Rückert 1892 kuvasivat lamppuharjavaiheen meioosin diploteenikromosomeissa, mutta niiden rakenne ymmärrettiin vasta, kun H.G. Callan ja H.C. MacGregor (St.Andrews, Scotland) 1958 ja vähän myöhemmin J.G. Gall (Yale) osoittivat niissä DNA:n sijainnin nukleaasikokein. Transskriptio lamppuharja-loopeissa havainnollistettiin myös EMlevityksin O.L. Millerin tekniikalla, jota on erittäin tuloksellisesti käytetty myös nukleolaaristen rrnageenien, samoinkuin bakteerisolun ym. transskription tutkimiseen (Oscar L. Miller, Jr., Barbara R. Beatty, Barbara A. Hamkalo, Charles A. Thomas, Jr., Aymée H. Bakken ). Kiasmojen syntyminen ja konjugaatiovaihe tulivat paremmin ymmärretyiksi, kun M.L. Watson löysi vastinkromosomit yhdistävän rakenteen 1952 hiiren spermatosyyteistä. Montrose J. Moses ja Don Fawcett kuvasivat sen tarkemmin ja Moses antoi nimen synaptinemal complex. Etelä-Amerikkal. tutkijat Rodolfo Wettstein, Trujillo-Genoz, ym. kuvasivat SC:in monista lajeista ja ehdottivat Belo Horizonten kokouksessa 1969 nimen muuttamista

6 Veikko Sorsa: PERINNÖLLISYYSTIETEEN HISTORIAA 6 muotoon synaptonemal c. Günther F. Meyer (MPI, Abteilung Beermann, Tübingen) havaitsi, että Drosophila-koirailla ei ole SC:ia, eikä sen vuoksi crossing overia. A. C. Carpenter esitti 1975 noduli hypoteesin kiasmojen synnystä. Sarjaleiketekniikkaa kehitettiin erityisesti Kööpenhaminan yliopistossa (Dieter v. Wettstein ym.), mutta Sheila Councen ja Günther Meyerin (1974) kehittämä pikalevitys on sittemmin tullut vallitsevasti käyttöön SC-elektronimikroskopiassa, mm. nodulitutkimuksessa. SC:n rakenteesta on esitetty useita malleja mm. Coleman & Moses 1968, D.E. Comings ja T. Okada 1972, Robert C. King ja Hiromu Akai 1975 (synaptomeerimalli), D. von Wettstein (1975). H Yleistä henkilö- ja tapahtumahistoriaa 1831 R. Brown löysi soluntuman C. Nägeli ja W. Hofmeister kuvasivat jakaut. vaiheen nauhat (kromosomit) 1870 W. His keksi mikrotomin, 1873 A. Schneider huomasi tuman jakautuvan, 1875 O. Hertwig havaitsi tumien sulautuvan yhteen hedelmöitysvaiheessa, E. Strasburger kuvasi solun jakautumisvaiheet kasvissa 1878 W. Kuhne keksi nimen entsyymi 1879 W. Flemming tutki mitoosin vaiheita salamanterin epiteelistä, kuvasi mm. kromosomien pitkittäisen jakautumisen, keksi nimen kromatiini 1880 J. Baranetzky kuvasi kierteisrakenteen kromosomeissa 1881 E.G. Balbiani löysi poikkijuovaiset nauhat Chironumus-toukkien sylkirauhassolujen tumista Flemming löysi lamppuharjakromosomit, ja keksi nimen mitoosi 1883 E. van Beneden tutki Ascaris-lajien mitoosia ja meioosia ja huomasi kromosomiluvun olevan mitoosissa 4 mutta lis. soluissa 2, W. Roux oletti tuman ja kromatiini välittävän perinnöllisyyttä 1888 T. Boveri kuvasi sentriolin ja W. Waldeyer keksi nimen kromosomi tuman värinauhoille Rückert kuvasi hain munasoluista lamppuharjakromosomit ja niiden kiasmat (überkreutzung) 1896 E.B. Wilson julkaisi kirjan: The Cell in Development and Heredity W.S. Sutton julkaisi teorian vastinkromosomi Oscar L. Miller ja -geenipareista 1903 W. Waldeyer määritteli sentromeerin sukkularihmojen kiinn. kohdaksi 1909 F.A. Janssens selitti kiasmat vastinkromosomien välisiksi, 1912 Alverdes kuvasi sylkirauhasnauhat ja F. Rambousek epäili niitä kromosomeiksi R. Feulgen ja H. Rossenbeck kehittivät DNAvärjäyksestä kromosomivärin 1926 R.E. Clausen ja T.H. Goodspeed löysivät monosomian (Nicotiana) 1927 J. Belling keksi translokaatiot kromosomirenkaan selitykseksi ja esitteli asetokarmiini-squash-tekniikan kromosomien preparoimiseksi L.F. Randolph löysi ylim. kromosomit; A- ja B- kromosomit E. Heitz kuvasi heterokromatiinin 1929 C.D. Darlington esitti hypoteesin kiasmojen merkityksestä 1930 R.E. Cleland ja A.F. Blakeslee selittivät Oenoteran resiprookkiset translokaatiot ja kompleksiheterotsygotian 1931 C. Stern (Drosophilalla) ja H.B. Creighton & B. McClintock (maissilla) osoittivat kiasman johtavan markkerigeenien crossing overiin Darlington selitti kiasmojen terminalisaation, ja McClintock kuvasi konjugaation inversioalueella 1932 M. Knoll ja E. Ruska rakensivat elektronimikroskoopin prototyypin 1933 E. Heitz ja H. Bauer selittivät Bibion sr- Reiji Okazaki

7 Veikko Sorsa: PERINNÖLLISYYSTIETEEN HISTORIAA 7 kromosomit ja T.S. Painter Drosophilan toukan sylkirauhaskromosomit, McClintock kuvasi sillan ja fragmentin muodostumisen parasentrisen inversion kiasmasta 1934 Koltzoff esitti polytenia-hypoteesin ja Bauer sekä Bridges vahvistivat sen 1935 F. Zernicke keksi faasikontrastioptiikan, C.B. Bridges julkaisi sylkirauhaskromos.kartat 1936 T. Caspersson kehitti sytospektrofotometrin mm. DNA:n mittaamiseen 1937 Blakeslee ja A. G. Avery saivat kolkisiinilla aikaan polyploidiaa 1938 H. Slizynska paikansi deleetioilla w- ja Notch-geenit poikkijuoviin 1941 J. Brachet ja toisaalla T. Caspersson osoittivat RNA:ta olevan tumassa ja sytoplasmassa ja yhdistivät sen proteiinisynteesiin 1948 A. Boivin, sekä R. ja C. Vendrely osoittivat DNA-määrän vakioksi eri kudosten soluissa samassa lajissa 1949 M.L. Barr ja E.G. Bertram kuvasivat kromatiinieron naaras-ja koiraskissan solutumissa 1950 H. Latta ja J.F. Hartmann esittelivät lasiveitsen ultramikrotomiaan 1951 G.Gey perusti HeLa-solulinjan ja Y. Chiba löysi DNA:ta kloroplasteista, 1952 G.E. Palade keksi balansoidut fiksatiivit ja esitti ens. mitokonrioiden EM-kuvat D. Mazia ja K. Dan eristivät tumasukkulan kromosomeineen analyysiä varten W. Beermann kuvasi kudosspesifiset puffit ja selitti ne geenitoiminnoiksi A. Howard ja S.R. Pelc osoittivat autoradiografialla solunsyklin vaiheet Porter-Blum:in ja Sjöstrandin ultramikrotomit tulivat kauppaan; ohutleikkeet kloroplasteista, Golgin laitteesta, ja endoplasmis. reticulumista julkaistiin 1956 Ihmisen oikea kromosomiluku (Tjio ja Levan), M.J. Moses ja D. Fawcett kuvasivat synaptoneemakompleksin, A. Gierer, G. Schramm ja H. Fraenkel- Conrat osoittivat RNA:n TMV:n tartuttavaksi komponentiksi 1957 J.H. Taylor, P.S. Woods ja W.L. Hughes käyttivät H3-tymidiini-leimaa kromosomien kahdentumis- ja jakautumiskierron selvittämiseen 1958 H.G. Callan ja H. G. MacGregor osoittivat entsyymikokein DNA:n lamppuharjakromosomeissa Matt Meselson ja Frank W. Stahl todistivat bakteerilla DNA:n semikonservatiivisen replikaation A. Lima-de-Faria osoitti autoradiografialla heterokromatiinin myöhemmän replikaation 1960 U. Clever ja P. Karlson osoittivat puffien hormonaalisen säätelyn 1961 M.F. Lyon ja L.B. Russel huomasivat toisen X-kromosomin inaktivaation 1962 F.M. Ritossa havaitsi lämpöpuffit Drosophilan polyteenikromosomeissa 1963 J.G. Gall oletti vain yhden DNAmolekyylin lamppuharjaloopeissa, R. Sager ja M.R. Ishida eristivät kloroplasti-dna:n, J. Cairns osoitti autoradiografialla bakteerin DNA:n rengasmaiseksi 1964 R. Holliday esitti DNA-tason cross over-mallin, J.W. Littlefield kehitti HAT-medium erottelutekniikan soluhybrideille 1965 L. Hayflick havaitsi ihmisen solujen elinrajaksi in vitro soluviljelmissä n.50 solunkiertoa H. Harris ja J. F. Watkins käyttivät Sendaivirusta solufuusioon 1966 M.M.K. Nass löysi kaksijuosteisenrengasmaisen DNA:n mitokondriosta 1967 Max Birnstiel eristi puhtaan rdna:n Xenopuksesta 1968 R.T. Okazaki + neljä kolleegaa löysivät fragmentit uudesta DNA:sta O. Hess ja G.F. Meyer löysivät lamppuharjalooppeja Drosophilan Y- kromosomista 1969 J.G. Gall ja M.L. Pardue ja toisaalla H. John, M.L. Birnstiel ja K.W. Jones esittelivät DNA-RNA hybridisaatiotekniikan O.L. Miller ja B.R. Beatty julkaisivat EM-kuvia toimivista rrna-geeneistä A. Ammermann löysi polytenian ciliaattien kromosomeista Murray L. Barr

8 Veikko Sorsa: PERINNÖLLISYYSTIETEEN HISTORIAA M.L. Pardue ja J.G. Gall osoittivat heterokromatiinin DNA:n repetitiiviseksi D.E. Wimber ja D.M. Steffensen paikansivat Dros. mel.5s-rna geenit 2R:ään 1971 Y. Hotta ja H. Stern paikansivat pienen S- vaiheesta myöhästyneen DNAsynteesin meioosin pakyteeniin, samoin kuin rekombinaatioon liittyvät DNA:n katkaisu- ja korjaus-vaiheet 1972 A.F. Zakharov ja N.A. Egolina löysivät erilaisvärjäytymisen (harlekiini) sisarkromosomeista BUdr-kokeiden yhteydessä, josta Samuel Latt kehitti SCE-mutageenisuustestauksen M.L. Pardue, E. Weinberg, L.H. Kedes ja M.L. Birnstiel paikansivat Drosophila melanogasterin histonigeenit 2L-kromosomin tyviosaan 1973 Ruth Kavenoff ja B. H. Zimm eristivät kromosominmittaisia DNA-pätkiä Drosophilan genomista ja vertailivat translokaation ja inversion vaikutusta Ensimmäiset havainnot kromatiinin yksikkörakenteesta (C.L.F. Woodcock, D.R. Hewish & L.A. Burgoyne) 1974 R.D. Kornberg, J. Thomas, M. Noll osoittivat endonukleaasikokein kromatiinin DNA:n pilkkoutuvan n. 200 np:n jaksoihin, ja A.L. ja D. E. Olins saivat esiin yksikkörakenteen EM-kuvissa 1975 Nukleosomi-nimitys (Oudet, Chambon ym.) ja ensimmäiset ns-mallit (Baldwin ym.) 1977 J.F. Pardon ym. osoittivat nukleosomin DNA:n kiertävän histoniytimen ympäri sen pinnassa 1982 Aaron Klug sai Nobel-palkinnon kristallografia- ja elektroniomikroskopiamenetelmien kehittämisestä kromatiinitutkimukseen