Περιεχόμενο
Αν και η κοινή γνώση του σήμερα ότι τα γνωρίσματα μεταβιβάζονται από γονέα στο παιδί από το DNA, αυτό δεν ήταν πάντα η περίπτωση. Τον 19ο αιώνα, οι επιστήμονες δεν είχαν ιδέα πώς κληρονόμησαν τις γενετικές πληροφορίες. Ωστόσο, στα πρώτα χρόνια έως τα μέσα του 20ου αιώνα, μια σειρά έξυπνων πειραμάτων εντόπισαν το DNA ως το μόριο που χρησιμοποιούσαν οι οργανισμοί για τη μεταφορά γενετικών πληροφοριών.
Πείραμα του Griffiths
Στις αρχές του 20ού αιώνα, οι επιστήμονες γνώριζαν ότι η κληρονομική πληροφορία μεταδόθηκε από γονέα σε παιδί με τη μορφή διακεκριμένων μονάδων που αποκαλούσαν γονίδια. Δεν γνώριζαν, ωστόσο, πού ή πώς αυτές οι πληροφορίες αποθηκεύτηκαν και χρησιμοποιήθηκαν από τις βιοχημικές διαδικασίες των κυττάρων.
Το 1928, ο αγγλικός επιστήμονας Fred Griffiths έβαλε σε ποντίκια βακτήρια Streptococcus pneumoniae τύπου IIIS, τα οποία είναι θανατηφόρα σε ποντίκια, και ο τύπος IIR του S. pneumoniae, ο οποίος δεν είναι θανατηφόρος. Εάν τα βακτήρια IIIS δεν θανατώθηκαν με θερμότητα, τα ποντίκια πέθαναν. αν σκοτωθούν με θερμότητα, τα ποντίκια ζούσαν.
Αυτό που συνέβη στη συνέχεια άλλαξε το ιστορικό της γενετικής. Ο Griffiths μείωσε θερμικά σκοτωμένο ΙΙΙδ και ζωντανά βακτήρια IIR και τα έβαλε σε ποντίκια. Σε αντίθεση με αυτό που περίμενε, τα ποντίκια πέθαναν. Με κάποιο τρόπο, η γενετική πληροφορία μεταφέρθηκε από τα νεκρά βακτήρια IIIS στο ζωντανό στέλεχος IIR.
Πείραμα Avery
Σε συνεργασία με αρκετούς άλλους επιστήμονες, ο Oswald Avery ήθελε να μάθει τι είχε μεταφερθεί μεταξύ των βακτηρίων IIIS και IIR στο πείραμα του Griffiths. Πήρε τα βακτηρίδια IIIS που είχαν υποστεί θέρμανση και τα έσπασε σε ένα μίγμα πρωτεϊνών, DNA και RNA. Στη συνέχεια επεξεργάστηκε αυτό το μείγμα με έναν από τους τρεις τύπους ενζύμων: αυτούς που καταστρέφουν τις πρωτεΐνες, το DNA ή το RNA. Τέλος, πήρε το προκύπτον μείγμα και το επώασε με ζωντανά βακτήρια IIR. Όταν τα RNA ή οι πρωτεΐνες καταστράφηκαν, τα βακτήρια IIR ανέκτησαν ακόμα τη γενετική πληροφορία του ΙΙΙδ και κατέστησαν θανατηφόρα. Όταν όμως το DNA καταστράφηκε, τα βακτήρια IIR παρέμειναν αμετάβλητα. Ο Avery συνειδητοποίησε ότι οι γενετικές πληροφορίες πρέπει να αποθηκεύονται στο DNA.
Πείραμα Hershey-Chase
Η ομάδα Alfred Hershey και Martha Chase καθορίζουν πώς κληρονομούνται οι γενετικές πληροφορίες. Χρησιμοποίησαν έναν τύπο ιού που μολύνει Escherichia coli (E. coli), ένα είδος βακτηρίων που βρίσκεται στο έντερο ανθρώπων και ζώων. Αναπτύσσουν Ε. Coli σε ένα μέσο που περιείχε ραδιενεργό θείο, το οποίο θα ενσωματώθηκε σε πρωτεΐνες ή ραδιενεργό φώσφορο, το οποίο θα ενσωματώνονταν στο DNA.
Μολύνθηκαν το Ε. Coli με τον ιό και μεταφέρθηκε η προκύπτουσα ιική καλλιέργεια σε άλλη, μη επισημασμένη παρτίδα Ε. Coli που αναπτύχθηκε σε μέσο χωρίς ραδιενεργά στοιχεία. Η πρώτη ομάδα ιών ήταν τώρα μη ραδιενεργή, υποδεικνύοντας ότι η πρωτεΐνη δεν μεταδίδεται από ιό γονέα σε θυγατέρα. Αντίθετα, η δεύτερη ομάδα ιών παρέμεινε ραδιενεργός, υποδεικνύοντας ότι το DNA μεταβιβάστηκε από μία γενιά ιών σε επόμενο.
Watson και Crick
Μέχρι το 1952, οι επιστήμονες γνώριζαν ότι τα γονίδια και οι κληρονομικές πληροφορίες πρέπει να αποθηκεύονται στο DNA. Το 1953, ο James Watson και ο Francis Crick ανακάλυψαν τη δομή του DNA. Εξέδωσαν τη δομή συγκεντρώνοντας δεδομένα από προηγούμενα πειράματα και χρησιμοποιώντας το για να δημιουργήσουν ένα μοριακό μοντέλο. Το μοντέλο DNA τους ήταν κατασκευασμένο από σύρμα και μεταλλικές πλάκες, όπως και οι πλαστικές συσκευασίες που χρησιμοποιούν οι φοιτητές στα μαθήματα οργανικής χημείας σήμερα.