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Barbara McClintock foi uma cientista americana e citogenetista que recebeu o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 1983. McClintock recebeu seu PhD em botânica pela Universidade de Cornell em 1927. Lá ela iniciou sua carreira como líder no desenvolvimento da citogenética do milho, o foco de sua pesquisa pelo resto de sua vida. A partir do final dos anos 1920, McClintock estudou cromossomos e como eles mudam durante a reprodução no milho. Ela desenvolveu a técnica para visualizar cromossomos de milho e usou análise microscópica para demonstrar muitas ideias genéticas fundamentais. Uma dessas ideias foi a noção de recombinação genética por crossing-over durante a meiose—um mecanismo pelo qual os cromossomos trocam informações. Ela produziu o primeiro mapa genético para o milho, vinculando regiões do cromossomo a características físicas. Ela demonstrou o papel do telômero e do centromero, regiões do cromossomo que são importantes na conservação da informação genética. Ela foi reconhecida como uma das melhores em seu campo, recebeu bolsas prestigiosas e foi eleita membro da National Academy of Sciences em 1944.
Durante os anos 1940 e 1950, McClintock descobriu a transposição e a usou para demonstrar que genes são responsáveis por ligar características físicas para on e off. Ela desenvolveu teorias para explicar a supressão e expressão da informação genética de uma geração de plantas de milho para a próxima. Devido ao ceticismo sobre sua pesquisa e suas implicações, ela parou de publicar seus dados em 1953.
Posteriormente, ela fez um estudo extenso da citogenética e etnobotânica de raças de milho da América do Sul. A pesquisa de McClintock tornou-se bem compreendida nos anos 1960 e 1970, quando outros cientistas confirmaram os mecanismos de mudança genética e expressão de proteínas que ela havia demonstrado em sua pesquisa de milho nos anos 1940 e 1950. Prêmios e reconhecimento por suas contribuições ao campo seguiram, incluindo o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina, concedido a ela em 1983 pela descoberta da transposição genética; ela foi a única mulher a receber um Prêmio Nobel não compartilhado nessa categoria.
Primeiros anos
Barbara McClintock nasceu Eleanor McClintock em 16 de junho de 1902 em Hartford, Connecticut, a terceira de quatro filhos nascidos do médico homeopata Thomas Henry McClintock e Sara Handy McClintock. Thomas McClintock era filho de imigrantes britânicos; Sara Ryder Handy era descendente de uma antiga família americana de Mayflower. Marjorie, a filha mais velha, nasceu em outubro de 1898; Mignon, a segunda filha, nasceu em novembro de 1900. A mais jovem, Malcolm Rider chamado Tom, nasceu 18 meses após Barbara. Quando era uma menina, seus pais determinaram que Eleanor, um nome "feminino" e "delicado", não era apropriado para ela, e escolheram Barbara. McClintock era uma criança independente desde uma idade muito jovem, um traço que ela mais tarde identificou como sua "capacidade de estar sozinha". Dos três anos até começar a escola, McClintock viveu com uma tia e tio em Brooklyn, Nova York, a fim de reduzir o fardo financeiro sobre seus pais enquanto seu pai estabelecia sua prática médica. Ela era descrita como uma criança solitária e independente. Ela era próxima de seu pai, mas tinha um relacionamento difícil com sua mãe, tensão que começou quando ela era jovem.
A família McClintock mudou-se para Brooklyn em 1908 e McClintock completou seu ensino secundário lá na Erasmus Hall High School; ela se formou cedo em 1919. Ela descobriu seu amor pela ciência e reafirmou sua personalidade solitária durante o ensino médio. Ela queria continuar seus estudos no College of Agriculture da Universidade de Cornell. Sua mãe resistiu em enviar McClintock para a faculdade, com medo de que ela não fosse casável, algo que era comum na época. McClintock quase foi impedida de começar a faculdade, mas seu pai permitiu apenas antes do registro começar, e ela se matriculou em Cornell em 1919.
Educação e pesquisa em Cornell
McClintock começou seus estudos no College of Agriculture de Cornell em 1919. Lá, ela participou do governo estudantil e foi convidada para se juntar a uma irmandade, embora logo percebesse que preferia não se juntar a organizações formais. Em vez disso, McClintock se dedicou à música, especificamente jazz. Ela estudou botânica, recebendo um B.Sc em 1923. Seu interesse em genética começou quando ela fez seu primeiro curso nesse campo em 1921. O curso foi baseado em um similar oferecido na Universidade de Harvard, e foi ensinado por C. B. Hutchison, um melhorista de plantas e geneticista. Hutchison ficou impressionado com o interesse de McClintock, e telefonou para convidá-la a participar do curso de genética de pós-graduação em Cornell em 1922. McClintock apontou o convite de Hutchison como um catalisador para seu interesse em genética: "Obviamente, este telefonema determinou meu futuro. Permaneci com a genética depois disso." Embora tenha sido relatado que as mulheres não poderiam fazer especialização em genética em Cornell, e portanto seus MS e PhD—obtidos em 1925 e 1927, respectivamente—foram oficialmente concedidos em botânica, pesquisas recentes revelaram que as mulheres eram permitidas a obter graus de pós-graduação no Plant Breeding Department de Cornell durante o tempo em que McClintock era estudante em Cornell.
Durante seus estudos de pós-graduação e nomeação de pós-graduação como instrutora de botânica, McClintock foi instrumental em montar um grupo que estudava o novo campo da citogenética em milho. Este grupo reuniu melhoristas de plantas e citologistas, e incluía Marcus Rhoades, o futuro laureado do Nobel George Beadle, e Harriet Creighton. Rollins A. Emerson, chefe do Plant Breeding Department, apoiou esses esforços, embora ele não fosse citologista.
Ela também trabalhou como assistente de pesquisa para Lowell Fitz Randolph e depois para Lester W. Sharp, ambos botânicos de Cornell.
A pesquisa citogenética de McClintock focou no desenvolvimento de formas de visualizar e caracterizar cromossomos de milho. Esta parte particular de seu trabalho influenciou uma geração de estudantes, pois foi incluída na maioria dos livros didáticos. Ela também desenvolveu uma técnica usando coloração de carmim para visualizar cromossomos de milho, e mostrou pela primeira vez a morfologia dos 10 cromossomos de milho. Esta descoberta foi feita porque ela observou células do micrósporo em oposição à ponta da raiz. Ao estudar a morfologia dos cromossomos, McClintock foi capaz de vincular grupos cromossômicos específicos de traços que eram herdados juntos. Marcus Rhoades observou que o artigo de 1929 de McClintock em Genetics sobre a caracterização dos cromossomos de milho triploides disparou o interesse científico na citogenética do milho, e atribuiu a ela 10 dos 17 avanços significativos no campo que foram feitos por cientistas de Cornell entre 1929 e 1935.
Em 1930, McClintock foi a primeira pessoa a descrever a interação em forma de cruz de cromossomos homólogos durante a meiose. No ano seguinte, McClintock e Creighton provaram a ligação entre o crossing-over cromossômico durante a meiose e a recombinação de traços genéticos. Eles observaram como a recombinação de cromossomos vista sob um microscópio se correlacionava com novos traços. Até este ponto, havia apenas sido hipóteses que a recombinação genética pudesse ocorrer durante a meiose, embora não tivesse sido mostrado geneticamente. McClintock publicou o primeiro mapa genético para o milho em 1931, mostrando a ordem de três genes no cromossomo 9 de milho. Esta informação forneceu dados necessários para o estudo de crossing-over que ela publicou com Creighton; eles também mostraram que o crossing-over ocorre em cromátides irmãs, bem como em cromossomos homólogos. Em 1938, ela produziu uma análise citogenética do centromero, descrevendo a organização e função do centromero, bem como o fato de que ele pode se dividir.
As publicações revolucionárias de McClintock, e o apoio de seus colegas, levaram a ela receber várias bolsas de pós-doutorado do National Research Council. Este financiamento permitiu que ela continuasse a estudar genética em Cornell, Universidade de Missouri, e California Institute of Technology, onde ela trabalhou com E. G. Anderson. Durante os verões de 1931 e 1932, ela trabalhou na Universidade de Missouri com o geneticista Lewis Stadler, que a introduziu ao uso de raios X como mutágeno. A exposição a raios X pode aumentar a taxa de mutação acima do nível de fundo natural, tornando-o uma ferramenta de pesquisa poderosa para genética. Através de seu trabalho com milho mutagenizado por raios X, ela identificou cromossomos em anel, que se formam quando as extremidades de um único cromossomo se unem após danos por radiação. A partir desta evidência, McClintock hipotetizou que deve haver uma estrutura na ponta do cromossomo que normalmente garantiria estabilidade. Ela mostrou que a perda de cromossomos em anel na meiose causava variegação na folhagem de milho em gerações subsequentes à irradiação resultante de deleção cromossômica. Durante este período, ela demonstrou a presença da região organizadora do nucléolo em uma região no cromossomo 6 de milho, que é necessária para a montagem do nucléolo. Em 1933, ela estabeleceu que as células podem ser danificadas quando ocorre recombinação não-homóloga. Durante este mesmo período, McClintock hipotetizou que as pontas dos cromossomos são protegidas por telômeros.
McClintock recebeu uma bolsa da Guggenheim Foundation que tornou possível seis meses de treinamento na Alemanha durante 1933 e 1934. Ela planejava trabalhar com Curt Stern, que tinha demonstrado crossing-over em Drosophila apenas semanas após McClintock e Creighton terem feito isso; porém, Stern emigrou para os Estados Unidos. Em vez disso, ela trabalhou com o geneticista Richard B. Goldschmidt, que era diretor do Kaiser Wilhelm Institute for Biology em Berlim. Ela deixou a Alemanha cedo em meio ao aumento da tensão política na Europa, e retornou a Cornell, permanecendo lá até 1936, quando aceitou um cargo de Professora Assistente oferecido a ela por Lewis Stadler no Department of Botany na Universidade de Missouri em Columbia. Enquanto ainda estava em Cornell, ela foi apoiada por uma bolsa de dois anos da Rockefeller Foundation obtida para ela através dos esforços de Emerson.
Universidade de Missouri
Durante seu tempo em Missouri, McClintock expandiu sua pesquisa sobre o efeito de raios X na citogenética de milho. McClintock observou a quebra e fusão de cromossomos em células de milho irradiadas. Ela também foi capaz de mostrar que, em algumas plantas, ocorria quebra cromossômica espontânea nas células do endosperma. Ao longo do curso da mitose, ela observou que as extremidades de cromátides quebradas foram reunidas após a replicação do cromossomo. Na anáfase da mitose, os cromossomos quebrados formaram uma ponte de cromátide, que foi quebrada quando os cromátides se moveram em direção aos polos celulares. As extremidades quebradas foram reunidas na interfase da próxima mitose, e o ciclo foi repetido, causando mutação maciça, que ela pôde detectar como variegação no endosperma. Este ciclo de quebra–reunião–ponte foi uma descoberta citogenética importante por várias razões. Primeiro, mostrou que a reunião de cromossomos não era um evento aleatório, e segundo, demonstrou uma fonte de mutação em larga escala. Por esta razão, permanece uma área de interesse na pesquisa do câncer hoje.
Embora sua pesquisa estivesse progredindo em Missouri, McClintock não estava satisfeita com sua posição na Universidade. Ela se lembrava de ser excluída das reuniões de professores, e não tinha conhecimento de posições disponíveis em outras instituições. Em 1940, ela escreveu para Charles Burnham, "Decidi que devo procurar outro emprego. Até onde consigo ver, não há nada mais para mim aqui. Sou professora assistente a $3.000 e tenho certeza de que esse é o limite para mim." Inicialmente, a posição de McClintock foi criada especialmente para ela por Stadler, e pode ter dependido de sua presença na universidade. McClintock acreditava que não ganharia permanência em Missouri, mesmo que, de acordo com alguns relatos, ela soubesse que lhe seria oferecida uma promoção de Missouri na primavera de 1942. Evidências recentes revelam que McClintock mais provavelmente decidiu deixar Missouri porque tinha perdido a confiança em seu empregador e na administração da Universidade, após descobrir que seu emprego estaria em risco se Stadler partisse para Caltech, como ele tinha considerado fazer. As retaliações da universidade contra Stadler amplificaram seus sentimentos.
No início de 1941, ela tirou uma licença de Missouri na esperança de encontrar uma posição em outro lugar. Ela aceitou um cargo de Professora Visitante na Universidade de Columbia, onde seu antigo colega de Cornell Marcus Rhoades era professor. Rhoades também ofereceu para compartilhar seu campo de pesquisa em Cold Spring Harbor em Long Island. Em dezembro de 1941, ela recebeu uma oferta de posição de pesquisa de Milislav Demerec, o novo diretor interino do Department of Genetics Cold Spring Harbor Laboratory da Carnegie Institution of Washington; McClintock aceitou seu convite apesar de suas dúvidas e se tornou uma membro permanente da faculdade.
Cold Spring Harbor
Após seu compromisso temporário de um ano, McClintock aceitou uma posição de pesquisa em tempo integral no Cold Spring Harbor Laboratory
