Содержание
Хотя сегодня общеизвестно, что черты передаются от родителей к ребенку с помощью ДНК, это не всегда имело место. В 19 веке ученые не знали, как наследуется генетическая информация. Однако в начале-середине 20-го века серия умных экспериментов определила ДНК как молекулу, которую организмы использовали для передачи генетической информации.
Эксперимент Гриффитса
К началу 20-го века ученые знали, что наследственная информация передается от родителя к ребенку в форме отдельных единиц, которые они называют генами. Однако они не знали, где и как эта информация хранилась и использовалась клеточными биохимическими процессами.
В 1928 году английский ученый Фред Гриффитс вводил мышам бактерии Streptococcus pneumoniae типа IIIS, которые смертельны для мышей, и тип S. pneumoniae IIR, который не смертелен. Если бактерии IIIS не были убиты нагреванием, мыши умерли; если бы они были убиты жаром, мыши жили.
То, что произошло дальше, изменило историю генетики. Гриффитс смешал убитые теплом IIIS и живые бактерии IIR и ввел их мышам. Вопреки тому, что он ожидал, мыши умерли. Каким-то образом генетическая информация была передана от мертвых бактерий IIIS к живому штамму IIR.
Эвери Эксперимент
Работая с несколькими другими учеными, Освальд Эвери хотел узнать, что было передано между бактериями IIIS и IIR в эксперименте Гриффитса. Он взял убитые жаром бактерии IIIS и разбил их на смесь белков, ДНК и РНК. Затем он обработал эту смесь одним из трех типов ферментов: разрушающих белки, ДНК или РНК. Наконец, он взял полученную смесь и инкубировал ее с живыми бактериями IIR. Когда РНК или белки были уничтожены, бактерии IIR все еще собирали генетическую информацию IIIS и становились смертельными. Однако когда ДНК была уничтожена, бактерии IIR остались без изменений. Эйвери понял, что генетическая информация должна храниться в ДНК.
Эксперимент Херши-Чейза
Команда Альфреда Херши и Марты Чейз определила, как наследуется генетическая информация. Они использовали тип вируса, который заражает кишечную палочку (кишечная палочка), разновидность бактерий, найденных в кишечнике людей и животных. Они выращивали кишечную палочку в среде, которая включала радиоактивную серу, которая могла быть включена в белки, или радиоактивный фосфор, который был бы включен в ДНК.
Они заразили E. coli вирусом и перенесли полученную вирусную культуру в другую немеченую партию E. coli, выращенную на среде без радиоактивных элементов. Первая группа вирусов была нерадиоактивной, что свидетельствует о том, что белок не передается от родительского к дочернему вирусу. Напротив, вторая группа вирусов оставалась радиоактивной, что указывает на то, что ДНК передавалась от одного поколения вирусов к следующему.
Уотсон и Крик
К 1952 году ученые знали, что гены и наследственная информация должны храниться в ДНК. В 1953 году Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик открыли структуру ДНК. Они разработали структуру, собрав данные из прошлых экспериментов и используя ее для построения молекулярной модели. Их модель ДНК была сделана из проволоки и металлических пластин, во многом как пластиковые наборы, которые студенты используют сегодня на уроках органической химии.