Η Βιολογία του Γενετικού Υλικού - Λύκειο, Κεφάλαιο 1

Η Αρχική Σύγχυση: Πρωτεΐνες vs DNA

Μέχρι το 1944, οι επιστήμονες πίστευαν λανθασμένα ότι οι πρωτεΐνες ήταν το γενετικό υλικό. Αυτό φαινόταν λογικό επειδή οι πρωτεΐνες αποτελούνται από 20 διαφορετικά αμινοξέα, ενώ το DNA από μόλις 4 νουκλεοτίδια.

Ο Griffith το 1928 έκανε το πρώτο σπουδαίο βήμα με το πείραμά του στον πνευμονιόκοκο. Χρησιμοποίησε δύο στελέχη βακτηρίων: τα λεία (με προστατευτικό κάλυμμα, παθογόνα) και τα αδρά (χωρίς κάλυμμα, μη παθογόνα).

Όταν έσκοτωσε τα λεία βακτήρια με θερμότητα και τα ανέμειξε με ζωντανά αδρά, τα ποντίκια πέθαναν! Στο αίμα τους βρέθηκαν ζωντανά λεία βακτήρια, που σημαίνει ότι κάτι από τα νεκρά λεία "διδαξε" τα αδρά να γίνουν παθογόνα.

Σημαντικό: Ο μετασχηματισμός είναι η διαδικασία κατά την οποία ένα βακτήριο αλλάζει τα χαρακτηριστικά του μετά από εισαγωγή DNA από άλλο βακτήριο.

Το Μυστήριο Λύνεται

Το πείραμα του Griffith έδειξε ότι υπάρχει κάποια "ουσία μετασχηματισμού", αλλά δεν μπόρεσε να την ταυτοποιήσει. Τα αδρά βακτήρια κάπως άλλαξαν σε λεία παθογόνα μετά την επαφή με τα νεκρά λεία.

Αυτή η παρατήρηση ήταν επαναστατική γιατί έδειχνε ότι η γενετική πληροφορία μπορεί να μεταφερθεί από νεκρά σε ζωντανά κύτταρα. Ωστόσο, το ερώτημα παρέμεινε: ποια ακριβώς ουσία προκαλούσε αυτόν τον μετασχηματισμό;

Το πείραμα αυτό άνοιξε τον δρόμο για τα επόμενα κρίσιμα πειράματα που θα αποκάλυπταν την αλήθεια για το γενετικό υλικό.

Βασική Έννοια: Μια αποικία βακτηρίων προκύπτει από διαδοχικές διαιρέσεις ενός κυττάρου και είναι ορατή με γυμνό μάτι σε θρεπτικό υλικό.

Η Οριστική Απόδειξη για το DNA

Οι Avery, MacLeod και McCarty το 1944 επανέλαβαν το πείραμα του Griffith in vitro με μεγαλύτερη ακρίβεια. Διαχώρισαν όλα τα συστατικά των νεκρών λείων βακτηρίων (πρωτεΐνες, λιπίδια, RNA, DNA) και τα δοκίμασαν ένα-ένα.

Το αποτέλεσμα ήταν καθοριστικό: μόνο το DNA προκαλούσε τον μετασχηματισμό των αδρών βακτηρίων σε λεία! Έτσι αποδείχθηκε οριστικά ότι το DNA είναι το γενετικό υλικό.

Επιπλέον βιοχημικά στοιχεία υποστήριξαν αυτό το συμπέρασμα:

• Η ποσότητα DNA είναι σταθερή σε όλα τα κύτταρα ενός οργανισμού
• Οι γαμέτες περιέχουν τη μισή ποσότητα DNA από τα σωματικά κύτταρα
• Όσο πιο σύνθετος είναι ένας οργανισμός, τόσο περισσότερο DNA συνήθως περιέχει

Κλειδί Επιτυχίας: Η διαχώριση των βιολογικών συστατικών επέτρεψε τον προσδιορισμό του ακριβούς γενετικού υλικού που ευθύνεται για τη μετάδοση των χαρακτηριστικών.