Walther Flemming — a mitózis felfedezője és a citogenetika alapítója

Walther Flemming: a mitózis felfedezője és a citogenetika alapítója — kromatin-, kromoszóma- és sejtosztódáskutatásának története és hatása a modern sejtbiológiára.

Walther Flemming (1843. április 21. - 1905. augusztus 4.) német biológus, a citogenetika megalapítója.

Festékek segítségével sikerült megtalálnia azt a struktúrát, amelyet kromatinnak nevezett el. Megállapította, hogy a kromatin a sejtmagban lévő fonalszerű struktúrákkal - a kromoszómákkal (azaz a színes testekkel) - áll összefüggésben. Edouard Van Beneden (1846-1910) is megfigyelte őket, ettől függetlenül.

Flemming a sejtosztódás folyamatát és a kromoszómák szétosztását a leánymagok között vizsgálta, ezt a folyamatot nevezte mitózisnak a görög "fonál" szóból. Nem látta azonban az azonos felekre, a leánykromatidákra való osztódást. A mitózist életben és festett preparátumokon is tanulmányozta, biológiai anyagforrásként szalamandrák uszonyait és kopoltyúit használta. Ezeket az eredményeket először 1878-ban, majd 1882-ben publikálta Zellsubstanz, Kern und Zelltheilung (1882; Sejtanyag, sejtmag és sejtosztódás) című korszakalkotó könyvében. Flemming felfedezései alapján először feltételezte, hogy minden sejtmag egy másik elődmagból származik (ő alkotta meg az omnis nucleus e nucleo kifejezést, Virchow omnis cellula e cellula-ja után).

Flemming nem ismerte Gregor Mendel (1822-1884) öröklődéssel kapcsolatos munkásságát, így nem teremtett kapcsolatot megfigyelései és a genetikai öröklődés között. Két évtizednek kellett eltelnie ahhoz, hogy Flemming munkájának jelentőségét Mendel szabályainak újrafelfedezésével valóban felismerjék. A mitózis és a kromoszómák felfedezését minden idők 100 legfontosabb tudományos felfedezése, valamint a sejtbiológia 10 legfontosabb felfedezése között tartják számon.

Munkásság és módszertan

Flemming alapvetően a mikroszkópos megfigyelés és a festéses (karcinogén mentes) preparálási technikák gondos kombinációjával érte el felismeréseit. Festékek alkalmazásával ki tudta emelni a sejtmagban lévő anyagot, amelyet kromatinnak nevezett. Különösen fontos volt, hogy élő szövetek mellett fixált és színezett preparátumokon is dolgozott: így egyszerre látta a dinamikus eseményeket és a szerkezet részleteit a rögzített metszetekben. Anyagforrásként gyakran használta a szalamandrák regeneratív szöveteit (uszonyok, kopoltyúk), amelyekben a sejtosztódás jól megfigyelhető volt.

A mitózis rövid leírása és Flemming megfigyelései

Flemming nevezte el a sejtosztódás egy jellegzetes formáját mitózisnak (a görög mitos = fonál szóból), mert a sejtmagban a kromatin fonalszerű struktúrái jól láthatóvá váltak. Bár a részletes molekuláris magyarázat még nem volt ismert, Flemming leírta a mitotikus folyamat főbb, jól megkülönböztethető állomásait. A műszaki nyelv későbbi finomítása alapján a mitózis általában a következő fázisokra bontható:

• Profázis: a kromatin kondenzálódása következtében kialakulnak a jól látható kromoszómák;
• Metafázis: a kromoszómák a sejt egyenlítői síkjában rendeződnek;
• Anafázis: a kromoszómák darabjai, majd később a leánykromatidák válnak szét és vándorolnak a sejtek ellentétes pólusai felé;
• Telofázis: a kromoszómák dekondenzálódnak, kialakulnak a két leánymag jellemző vonásai és befejeződik a sejtosztódás magi része.

Flemming maga nem ismerte fel a leánykromatidák különválásának teljes mechanizmusát és kapcsolatát az öröklődés konkrét egységeivel, de megfigyelései megteremtették az alapot a későbbi felfedezésekhez.

Történeti kontextus és hatás

Bár Edouard Van Beneden független megfigyelései is rámutattak a kromoszómák jelentőségére, Flemming munkája alapozta meg a citogenetika tudományát — annak az ágának, amely a kromoszómák szerkezetével, működésével és öröklődésben betöltött szerepével foglalkozik. A Mendel-törvények „újrafelfedezése” (körülbelül 1900-ban) után a tudósok, köztük Walter Sutton és Theodor Boveri, tovább fejlesztették azt az elképzelést, hogy a kromoszómák hordozzák az öröklődést meghatározó egységeket — így Flemming mikroszkópos megfigyelései közvetlenül hozzájárultak a kromoszómaelmélet kialakulásához.

Örökség és jelentőség

Flemming felfedezései forradalmasították a sejtbiológiát és a genetika korai fejlődését. Az ő munkája tette lehetővé a kromoszómák rendszerszerű vizsgálatát, amely később a citogenetika, a rákbiológia és a fejlődésbiológia alapvető eszköze lett. A mitózis és a kromoszómák megfigyeléseit gyakran említik minden idők legfontosabb tudományos felfedezései között, mivel közvetlen kapcsolatot teremtettek a sejt szerkezetének és működésének megértése, valamint az öröklődés elmélete között.

Fő művek

A legismertebb műve a Zellsubstanz, Kern und Zelltheilung (1882), amely részletesen összegzi megfigyeléseit és elméleti következtetéseit a sejtmag anyagáról és a sejtosztódásról. E munkák nélkül a 20. századi genetikai és sejttani előrelépések sokkal lassabban alakultak volna ki.

Kérdések és válaszok

K: Ki volt Walther Flemming?

K: Mit fedezett fel?

K: Mit figyelt meg Edouard Van Beneden?

K: Milyen biológiai anyagforrást használt Flemming a vizsgálataihoz?

K: Milyen kifejezést talált ki Flemming Virchow állítása alapján?

K: Ki fedezte fel újra Mendel szabályait két évtizeddel Fleming munkája után?

K: Hogyan tekintik ma Fleming felfedezését?

Keresés betűvel