Skip to toolbar

Η Βιολογία στην Τάξη

Το DNA είναι το γενετικό υλικό: Τα τρία ιστορικά βήματα της απόδειξης

Το DNA εντοπίστηκε στον πυρήνα των ευκαρυωτικών κυττάρων για πρώτη φορά το 1869. Ωστόσο μέχρι το 1944 δεν ήταν γνωστό ότι αποτελεί το γενετικό υλικό των οργανισμών. Θα περιγράψουμε τα τρία ιστορικά βήματα (πειράματα) με τα οποία αποδείχτηκε ότι το DNA είναι το γενετικό υλικό.

Πρώτο Βήμα: Τα πειράματα του Griffith

Το πείραμα του Griffith έγινε σε στελέχη ενός βακτηρίου, του πνευμονιόκοκκου (Diplococcus pneumoniae). Ο Griffith χρησιμοποίησε δύο διαφορετικά στελέχη που ξεχωρίζουν μορφολογικά όταν καλλιεργηθούν σε θρεπτικό υλικό, λόγω της παρουσίας ή μη ενός προστατευτικού καλύμματος. Το στέλεχος που έχει κάλυμμα (στέλεχος S) σχημάτιζε λείες αποικίες, είναι παθογόνο και σκοτώνει τα ποντίκια τα οποία μολύνει. Αντίθετα, το στέλεχος που δεν έχει κάλυμμα (στέλεχος R) σχηματίζει αδρές αποικίες και δεν είναι παθογόνο.

Έτσι, όταν ο Griffith μόλυνε με αδρά βακτήρια (R), τα ποντίκια έμεναν ζωντανά, ενώ, όταν τα μόλυνε με λεία (S), πέθαιναν από πνευμονία.

Στη συνέχεια, ο Griffith, χρησιμοποίησε υψηλή θερμοκρασία για να νεκρώσει δείγμα λείων κυττάρων με τα οποία μόλυνε ποντικούς. Οι ποντικοί παρέμεναν ζωντανοί.

Τέλος, όταν μόλυνε τα ποντίκια με ένα μείγμα από νεκρά λεία και ζωντανά αδρά βακτήρια (που κανένα από τα δύο δεν προκαλεί το θάνατο των ποντικών), τότε τα ποντίκια πέθαναν. Ο Griffith εξέτασε το αίμα των νεκρών ποντικών και διαπίστωσε ότι μέσα σε αυτό υπήρχαν ζωντανά λεία βακτήρια.

Πείραμα του Griffith

Πείραμα του Griffith

Το συμπέρασμα του Griffith ήταν ότι μερικά ζωντανά αδρά βακτήρια “μετασχηματίστηκαν” σε λεία παθογόνα μετά από κάποια αλληλεπίδρασή τους με τα νεκρά λεία βακτήρια. Δεν μπορούσε όμως να δώσει ικανοποιητική απάντηση για το πώς γίνεται αυτό.

Δεύτερο Βήμα: Πειράματα Avery, Mac-Leod και McCarty

Δεκαέξι χρόνια μετά, το 1944, οι Avery, Mac-Leod και McCarty επανέλαβαν τα πειράματα του Griffith αλλά αυτή τη φορά in vitroΔιαχώρισαν τα συστατικά των νεκρών λείων βακτηρίων σε DNA, RNA, υδατάνθρακες και πρωτεΐνες. Αναμειγνύοντας κάθε φορά τα αδρά στελέχη με κάποιο από τα συστατικά διαπίστωσαν ότι μόνο το DNA μπορούσε να προκαλέσει μετασχηματισμό των αδρών βακτηρίων σε λεία.

Πειράματα Avery, Mac-Leod και McCarty

Πειράματα Avery, Mac-Leod και McCarty

Τρίτο Βήμα: Τα πειράματα των Hershey και Chase

Οι Hershey και Chase μελέτησαν τον κύκλο ζωής του βακτηριοφάγου Τ2 και έδωσαν την οριστική επιβεβαίωση ότι το DNA είναι το γενετικό υλικό.

Βακτηριοφάγος Τ2

Βακτηριοφάγος Τ2

Ο βακτηριοφάγος Τ2, όπως όλοι οι βακτηριοφάγοι, είναι ιός που προσβάλλει βακτήρια. Έχει πολύ απλή δομή και αποτελείται από ένα πρωτεϊνικό κάλυμμα, στο εσωτερικό του οποίου υπάρχει το DNA του ιού.

Το 1952 δεν ήταν γνωστή η ακριβής δομή του DNA. Ήταν, ωστόσο, γνωστό ότι σε αυτό περιέχεται φώσφορος καθώς και ότι δεν περιλαμβάνεται θείο. Επίσης, ήταν γνωστό ότι οι πρωτεΐνες δεν περιέχουν φώσφορο αλλά περιέχουν θείο.

Έτσι, λοιπόν, στο εν λόγω πείραμα, οι Hersey και Chase έκαναν ιχνηθέτηση στους φάγους με ραδιενεργό 35S, που ενσωματώνεται στις πρωτεΐνες αλλά όχι στο DNA, και με ραδιενεργό 32P, που ενσωματώνεται μόνο στο DNA αλλά όχι στις πρωτεΐνες. Εν συνεχεία, μόλυναν βακτήρια με ραδιενεργούς φάγους. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι μόνο ο 32P, δηλαδή μόνο το DNA των φάγων, εισέρχεται στα βακτηριακά κύτταρα και όχι το 35S, δηλαδή οι πρωτεΐνες, που αποτελούν το περίβλημα των φάγων. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι πραγματοποιείται πολλαπλασιασμός και παραγωγή νέων φάγων στο εσωτερικό του βακτηρίου μόνο με την ύπαρξη του DNA που εισήλθε. Έτσι, εξάγεται το συμπέρασμα ότι το DNA είναι “ικανό να δώσει τις απαραίτητες εντολές” για τον πολλαπλασιασμό του ιού.

 

To πείραμα των Hershey και Chase

To πείραμα των Hershey και Chase

Με τα πειράματα αυτά, λοιπόν, δίνεται η οριστική επιβεβαίωση ότι το DNA είναι το γενετικό υλικό.

Μια περίληψη των πειραμάτων που παρουσιάστηκαν γίνεται στο παρακάτω βίντεο:

7 Comments

  1. Πολύ καλή ανάρτηση. Συγχαρητήρια!!!

    • nmant

      Ευχαριστώ πολύ!

  2. epetr

    Άψογο!

  3. gpas9

    Εξαιρετική δουλειά, πολύ καλά δομημένη και πολύ καλή επιλογή βίντεο και εικόνων! Μπράβο!

  4. esbio

    Πολύ καλή επιλογή του εποπτικου υλικού!

  5. AmiYiann

    Πάρα πολύ καλή δουλειά Νίκο! Τα συγκέντρωσες και τα παρουσίασες όλα επιστημονικά, αλλά ταυτόχρονα και εύληπτα!Και οι υπερσυνδέσεις συμπληρώνουν όπως πρέπει τις πληροφορίες σου! Και το gifακι πετυχημένο.. Συνέχισε έτσι! 🙂

  6. gpand

    πολύ καλή βοήθεια για την κατανόηση των πειραμάτων από τους μαθητές της Γ’ λυκείου και το εποπτικό υλικό είναι πολύ καλό εργαλείο για τους συναδέλφους!!!!keep walking….

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

© 2020 nmant

Theme by Anders NorenUp ↑