?

Log in

No account? Create an account
 
 
16 February 2010 @ 04:50 pm
for those biologically inclined  
An interesting discussion of the most important discoveries/principles in biology initiated by @shvarz. My 2 cents.

I would suggest the following list:
(i) Linnaean taxonomy (Linnaeus)
(ii) The cellular concept
(iii) Evolution and Natural selection (Darwin)
(iv) Discreteness of genetic information ("Mendel")
(v) Population genetics (Fisher-Wright-Haldane)
(vi) Replication of genetic information (Watson-Crick)
(vii) The coding principle and the Central Dogma (Gamow-Crick; Nirenberg etc)
(viii) Principles of molecular evolution, sequence conservation (Zuckerkandl-Pauling)
(ix) Viruses and mobile elements ("Ivanovsky"-d'Herrelle-Delbruck-McClintock)

9 seems like a good number (muses and the like). Discoveries are more important and obvious than discoverers. For the cellular concept, it is simply impossible to point out an author (certainly, Schleiden and Schwann "did not exist"), and for all the rest there were important predecessors and equally important developers (Mendel indeed had no impact; Darwin did not discover evolution but he did make it a coherent and rational concept; replication was sort of predicted by Timofeev-Resovsky-Delbruck-Pauling etc etc). The names in parentheses are more or less "focal points", no more than that.

The discoveries/principles are listed roughly in the temporal order not by importance. In historical terms, it is hard to argue against Darwin being the most important biologist ever. However, in conceptual terms, there seems to be nothing as fundamental as the discovery of Watson-Crick.
 
 
 
Esyaesya on February 17th, 2010 04:03 am (UTC)
А про мутации все забыли... если оставаться в рамках генетики, конечно, к которой биология совершенно однозначно не сводится.
camelalligatorcamelalligator on February 17th, 2010 05:58 am (UTC)
А в смысле, мутации? Мне кажется их можно рассмотреть в рамках пункта # 7. Если не сформулировать принцип днк-рнк-белок, кому интересны мутации?
Esyaesya on February 17th, 2010 05:59 am (UTC)
Центральная догма нынче малость устарела, вы в курсе?
camelalligatorcamelalligator on February 17th, 2010 02:13 pm (UTC)
Ну, она давно устарела. Когда там обратную транскрипцию открыли, уже лет сорок по моему назад? Но это сути не меняет, мне просто интересно, есть ли какой-нибудь еще смысл в изучении мутаций? Ну, может быть еще в плане эволюции... Но там просто констатация вроде-бы.
Esyaesya on February 17th, 2010 03:10 pm (UTC)
Извините, вы сходите по ссылке, которую Евгений дал и познакомьтесь с постановкой задачи.
camelalligatorcamelalligator on February 17th, 2010 03:34 pm (UTC)
Ну и?
"Все остальные открытия - частные случаи, вытекающие из этих общих принципов."
Вне рассмотрения переноса генетической информации, какое значение имеет открытиe или изучение мутаций?

Кстати, лучше на "ты", мы знакомы в реале.
Esyaesya on February 17th, 2010 03:48 pm (UTC)
Если знакомы, тогда ты догадываешься, что мне через 15 минут везти ребенка в школу. *на бегу* Почему дискретность генетической информации возводится в отдельный принцип, а ее способность к изменениям нет?

Мне не хочется быть совсем поверхностной.
camelalligatorcamelalligator on February 17th, 2010 04:06 pm (UTC)
Про ребенка забыл, поскольку между нами сейчас два часа разницы.
Все, теперь кажется понял. Но тогда это частный случай "наследственной изменчивости", нет разве?
Yegor Voroninshvarz on February 17th, 2010 04:50 pm (UTC)
Я бы не сказал, что забыли. Важная роль мутаций присутствует во всех принципах, которые лично я выбрал, как величайшие открытия.
camelalligatorcamelalligator on February 17th, 2010 05:56 am (UTC)
Сразу оговорюсь, я не молбиолог, поэтому многое могу могу недопонимать.
Но мне кажется, что "популяционная генетика" сама по себе - не открытие, а просто направление. С тем же успехом можно было выделить что-нибудь наподобиe "proteome analysis". Затем, #6 и #7 это не одно ли и то же? Насколько важным было открытие рибозимов? Пришли-ли мы без них к концепции "мира РНК"?

Кстати, сейчас поймал себя на мысли, что в своей области (физиология ионных каналов) мне очень затруднительно выделить самые значительные открытия. Иногда то, что я считаю весьма значительным, научное сообщество как-то или вовсе не замечает или считает проходной работой, одним из кирпичиков.
Eugene V Koonineugene_koonin on February 17th, 2010 04:32 pm (UTC)
It is true that population genetics is not a single discovery but neither is it "just a research direction" like proteomics. Population genetics is a coherent theory of microevolution that puts a number of specific discoveries (Fisher's theorem, Wright's drift, Haldane's cost of selection etc) into a general framework. Appreciated or not quite, I believe that this theory is utterly indispensable in biology.

The discovery of ribozymes was of course enormously important, just does not (IMHO) belong to that top tier. RNA World remains a hypothesis, plausible and powerful but with too many open problems.
Yegor Voroninshvarz on February 17th, 2010 04:52 pm (UTC)
К слову о рибозимах, у меня в журнале esya предложила открытие биокатализа, как одно из величайших открытий. Я с ней согласен - биокатализ абсолютно необходим всем живым организмам и является неотъемлемой их частью.
myugormyugor on February 18th, 2010 09:33 am (UTC)
overscience_mes = esya ?
Там были еще мембраны( + проницаемость + биоэнергетика). Голосую за оба пункта.
/\/\    mgprahvessor on February 17th, 2010 01:58 pm (UTC)
ДНК (Эвери, Херши-Чейз)?

Полинг-Цукеркандль - не уверен, честно говоря. Скажем, Цукеркандль считал, что более "прогрессивные" существа (например, человек) будут сильнее отличаться от предка, чем "менее прогрессивные" (например, лемур), даже в генах, которые отношения к "прогресу" не имеют (глобины). Что до некоторой степени является существенной ошибкой, неясно, насколько неизбежной (задним же числом это кажется совсем неестественным).

К тому же, идея, как почти всегда, криковская.
/\/\    mgprahvessor on February 17th, 2010 02:00 pm (UTC)
да, и, конечно, иммунитет (Тонегава?).

И проведение нервного импульса? (Ходжкин-Хаксли)

Вообще, Ваш список очень сильно окрашен в молекулярно-эволюционные (даже не мол. биол.) тона. Что не удивительно :-)
Eugene V Koonineugene_koonin on February 17th, 2010 03:57 pm (UTC)
Very briefly: because, according to Shannon (and actually, as simple consequence of the two laws of thermodynamics), no information process can be error-free 9at a finite energy cost, that is). Hence the ability to change is a simple corollary of (vi). The real issue is keeping the error rate below the catastrophe threshold (Eigen etc) but that discussion would take us too far.

Just so that "I do not have to get up twice": (vii) is not at all a corollary of (vi) [consider the entire RNA world concept].
And, just in case: of course, I meant the Central Dogma as amended by Crick in 1970 (http://profiles.nlm.nih.gov/SC/B/C/C/H/_/scbcch.pdf). This formula remains valid and crucial.
Eugene V Koonineugene_koonin on February 17th, 2010 04:25 pm (UTC)
Sorry, that last comment was mostly my response to the question of @esya:
"Почему дискретность генетической информации возводится в отдельный принцип, а ее способность к изменениям нет?"

On other subjects: I would rather insist on the critical importance of molecular evolution/sequence conservation. Certainly, this was predicted by Crick in the famous 1958 paper, and one could also recall Margoliash who might have done a better job than Zuckerkandl. As I said in the original post, every important discovery or idea has its predecessors. However, Zuckerkandl and Pauling formulated a coherent concept of molecular evolution and brought it to the fore, and this is what matters the most. That Zuckerkandl said some naive or even funny things, hardly matters - who didn't?

Regarding the comment that my perspective is informational/evolutionary:
yes, of course, it is. One could draw in other perspectives, physico-chemical and energetic, and in those areas, certainly, discoveries like membranes, photosynthesis and chemiosmotic coupling are huge. I could argue that the informational perspective is "special" but that is a long-winded argument (it may come up in a forthcoming book...). I will note, however, that immunity and neural transduction are not at all fundamental: these processes are limited to a tiny corner of the biological world, and are only parochially important.

Finally, I will note that the following book by late B. M. Mednikov:
http://vadim-blin.narod.ru/axiomatica/main.htm
is relevant for these issues and IMHO remains surprisingly fresh and relevant.
What is indeed fundamental, is the arms race between parasites and hosts (Red Queen effect) which is implied by (ix), even if in the deepest sense, it could be viewed as a corollary of (vi).
Esyaesya on February 18th, 2010 03:54 am (UTC)
Только на днях читала про прионы, которые приспосабливаются к окружающей среде, и способны к эволюции под давлением обстоятельств. Так что, в криковской формуле можно, как минимум, добавить круглую стрелочку около белка. А вообще-то, становится понятно, что информация движется в каждом из направлений, но с разной скоростью. Причем, соотношение констант не фундаментально, и зависит от давления отбора окружающей среды.
Eugene V Koonineugene_koonin on February 18th, 2010 04:56 am (UTC)
Not really. The prion replication is "a parody" of true replication. They do not direct the actual assembly of progeny only propagation of a particular conformation. A very interesting phenomenon but obviously a secondary one and NOT replication. That circular arrow, at the very best, should be made with a thin and dotted line. As for the transfer from protein to nucleic acid, there is no such thing, and that I suspect is indeed fundamental.
Esyaesya on February 18th, 2010 05:03 am (UTC)
А я довольно легко представляю белок мутатор, который, получая сигнал извне, приводит к резкому повышению уровня мутаций в определенных местах, или вообще, из которых уже потом отбираются необходимые. Просто, мои знания в этой теме не успели систематизироваться за те полтора года,что я этим занималась. Подозреваю, правда, что там нужно быть гением, чтобы это систематизировать, братская могила данных.
Кункель, например, способен тестируемые гипотезы формулировать. Большинство продолжает складировать.
Eugene V Koonineugene_koonin on February 18th, 2010 05:13 am (UTC)
That, again, is quite a different story. Stress-induced mutagenesis does function in this manner (see http://www.biology-direct.com/content/4/1/42
and references therein). This is not information transfer from a protein to nucleic acid...although life certainly is complicated.