Dans leur premier article sur Neurospora, publié dans l’édition du 15 novembre 1941 des Proceedings of the National Academy of Sciences, Beadle et Tatum notent qu’il est « entièrement tenable de supposer que ces gènes qui font eux-mêmes partie du système, contrôlent ou régulent des réactions spécifiques dans le système soit en agissant directement comme des enzymes, soit en déterminant les spécificités des enzymes », une idée qui avait été suggérée, bien qu’avec un soutien expérimental limité, dès 1917 ; Ils ont présenté de nouvelles preuves à l’appui de ce point de vue et ont défini un programme de recherche qui permettrait de l’explorer plus en profondeur. En 1945, Beadle, Tatum et d’autres, travaillant avec Neurospora et d’autres organismes modèles tels que E. coli, avaient produit des preuves expérimentales considérables que chaque étape d’une voie métabolique est contrôlée par un seul gène. Dans une revue de 1945, Beadle a suggéré que « le gène peut être visualisé comme dirigeant la configuration finale d’une molécule de protéine et déterminant ainsi sa spécificité ». Il a également fait valoir que « pour des raisons d’économie dans le processus d’évolution, on pourrait s’attendre à ce que, à quelques exceptions près, la spécificité finale d’une enzyme particulière soit imposée par un seul gène. » À l’époque, on pensait généralement que les gènes étaient constitués de protéines ou de nucléoprotéines (bien que l’expérience Avery-MacLeod-McCarty et les travaux connexes commençaient à jeter le doute sur cette idée). Cependant, le lien proposé entre un gène unique et une enzyme protéique unique a survécu à la théorie protéique de la structure du gène. Dans un article de 1948, Norman Horowitz a nommé ce concept « l’hypothèse d’un gène et d’une enzyme ».
Bien qu’influente, l’hypothèse d’un gène et d’une enzyme n’a pas été incontestée. Entre autres, Max Delbrück était sceptique quant au fait qu’une seule enzyme était réellement impliquée à chaque étape des voies métaboliques. Pour ceux qui acceptaient les résultats, ils renforçaient le lien entre les gènes et les enzymes, de sorte que certains biochimistes pensaient que les gènes étaient des enzymes ; cela était cohérent avec d’autres travaux, comme les études sur la reproduction du virus de la mosaïque du tabac (dont on savait qu’il avait des variations héréditaires et qui suivait le même schéma d’autocatalyse que de nombreuses réactions enzymatiques) et la cristallisation de ce virus sous forme de protéine apparemment pure. Au début des années 1950, les découvertes de Neurospora étaient largement admirées, mais l’opinion dominante en 1951 était que la conclusion que Beadle en avait tirée était une vaste simplification excessive. En 1966, Beadle a écrit qu’après avoir lu le symposium de 1951 de Cold Spring Harbor sur les gènes et les mutations, il avait l’impression que les partisans de l’hypothèse « un gène, une enzyme » « se comptaient sur les doigts d’une main, à quelques doigts près ». Au début des années 1950, la plupart des biochimistes et des généticiens considéraient l’ADN comme le candidat le plus probable pour la base physique du gène, et l’hypothèse un gène-une enzyme a été réinterprétée en conséquence.
Un gène-un polypeptideEdit
En attribuant un rôle d’instruction aux gènes, Beadle et Tatum ont implicitement accordé aux gènes une capacité informationnelle. Cette intuition a jeté les bases du concept de code génétique. Cependant, ce n’est qu’après la réalisation d’expériences montrant que l’ADN était le matériel génétique, que les protéines étaient constituées d’une séquence linéaire définie d’acides aminés et que la structure de l’ADN contenait une séquence linéaire de paires de bases, qu’il y a eu une base claire pour résoudre le code génétique.
Au début des années 1950, les progrès de la génétique biochimique – stimulés en partie par l’hypothèse originale – ont fait que l’hypothèse un gène-une enzyme semblait très peu probable (du moins dans sa forme originale). À partir de 1957, Vernon Ingram et d’autres ont montré par électrophorèse et chromatographie en 2D que les variations génétiques dans les protéines (comme l’hémoglobine drépanocytaire) pouvaient se limiter à des différences dans une seule chaîne polypeptidique d’une protéine multimérique, ce qui a conduit à l’hypothèse « un gène-un polypeptide ». Selon le généticien Rowland H. Davis, « En 1958 – en fait, même en 1948 – un gène, une enzyme n’était plus une hypothèse à défendre résolument ; c’était simplement le nom d’un programme de recherche. »
À l’heure actuelle, la perspective « un gène-un polypeptide » ne peut pas rendre compte des différentes versions épissées chez de nombreux organismes eucaryotes qui utilisent un épissage pour préparer individuellement un transcrit d’ARN en fonction des différents signaux environnementaux inter- et intra-cellulaires. Cet épissage a été découvert en 1977 par Phillip Sharp et Richard J. Roberts
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