Eksperyment Hershey–Chase (1952): potwierdzenie, że DNA to materiał genetyczny
Eksperyment Hershey–Chase (1952): przełomowe dowody, że DNA to materiał genetyczny — historia, metody i znaczenie odkrycia dla genetyki.
Eksperymenty Hershey-Chase były serią eksperymentów rozpoczętych w 1952 roku przez Alfreda Hersheya i Marthę Chase.
Eksperymenty te miały potwierdzić, że DNA jest materiałem genetycznym istot żywych, co zostało wcześniej odkryte przez szwajcarskiego lekarza Friedricha Mieschera w jego eksperymentach na białych krwinkach, czyli leukocytach, w latach 1868-69. Hershey otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny w 1969 r. za "odkrycia dotyczące struktury genetycznej wirusów".
Galeria obrazów
3 Obrazy
Przebieg eksperymentu
Hershey i Chase badali bakteriofaga T2 — wirusa, który atakuje bakterie Escherichia coli. Kluczowym elementem ich eksperymentu było użycie radioaktywnych znaczników pozwalających odróżnić białko od DNA. Zastosowali dwa rodzaje znakowania:
- siarka-35 (35S) do znakowania białka (aminokwasy zawierające siarkę, jak metionina i cysteina znajdują się tylko w białkach);
- fosfor-32 (32P) do znakowania kwasu nukleinowego DNA (fosfor występuje w DNA, ale nie w białkach).
Po zakażeniu bakterii fagiami znakowanymi oddzielnie 35S i 32P, Hershey i Chase użyli wirnika (wirówki) i mechanicznego potrząsania (tzw. blender), aby odłączyć zewnętrzne osłonki fagów od komórek bakteryjnych. Następnie rozdzielili część zawierającą „duże” części komórek (osad) od płynu nad osadem (supernatant) i zmierzyli radioaktywność w obu frakcjach.
Wyniki
W przypadku fagów znakowanych 35S (białko): większość radioaktywności znalazła się w supernatancie — czyli w odłączonych od komórek osłonkach wirusowych. Natomiast w przypadku fagów znakowanych 32P (DNA): większość radioaktywności znalazła się w osadzie zawierającym bakterie, co oznacza, że to DNA weszło do komórek. Dalsze obserwacje wykazały, że to materiał, który wszedł do bakterii, przekazywał informację konieczną do produkcji nowych cząstek wirusa.
Znaczenie i konsekwencje
Eksperyment Hershey–Chase dostarczył przekonujących dowodów, że DNA jest nośnikiem informacji genetycznej u wirusów bakteriofagów, a w konsekwencji potwierdził wcześniejsze wnioski wysunięte m.in. przez prace Erwina Avery’ego, Colina MacLeoda i Maclyn McCarty. To doświadczenie przyczyniło się do przyjęcia DNA jako uniwersalnego materiału genetycznego i było ważnym kamieniem milowym prowadzącym do późniejszych odkryć, takich jak model struktury podwójnej helisy DNA zaproponowany przez Watsona i Cricka.
Kontekst historyczny i uwagi
- Choć Hershey otrzymał Nagrodę Nobla w 1969 r. za badania nad strukturą genetyczną wirusów, Martha Chase nie została współlaureatką — w tamtym czasie nagroda była przyznawana tylko jednej osobie w tym przypadku.
- Eksperyment nie dowodził, że DNA jest jedynym materiałem genetycznym we wszystkich organizmach (przykładowo niektóre wirusy używają RNA), ale jasno wykazał, że to DNA niesie informację genetyczną w przypadku badanych fagów.
- Prostota, elegancja metodologiczna (ukierunkowane znakowanie, kontrolowane oddzielenie osłonek od komórek) oraz powtarzalność wyników sprawiły, że eksperyment jest często przytaczany jako klasyczny i pedagogiczny przykład w biologii molekularnej.
Podsumowanie
Eksperyment Hershey–Chase z 1952 r. był decydującym dowodem wspierającym tezę, że DNA pełni funkcję materiału genetycznego u wirusów atakujących bakterie. Dzięki użyciu radioaktywnych znaczników autorzy mogli jednoznacznie wykazać, że to nie białko, lecz DNA wchodzi do komórek gospodarza i przenosi informacje niezbędne do wytwarzania nowych cząstek wirusa. Praca ta miała istotny wpływ na dalszy rozwój genetyki i biologii molekularnej.
Metoda
Hershey i Chase użyli faga T2, bakteriofaga. Fag infekuje bakterię, przyczepiając się do niej i wstrzykując do niej swój materiał genetyczny.
Oznaczali DNA fagów radioaktywnym fosforem-32. Następnie śledzili fagi podczas infekowania E. coli. Odkryli, że radioaktywny element pozostawiony na DNA faga był tylko w bakterii, a nie w fagu, co oznacza, że DNA weszło do bakterii.
W drugim eksperymencie, Hershey i Chase umieścili na białku faga etykiety z radioaktywną siarką-35. Po przyłączeniu faga do bakterii, radioaktywny pierwiastek został znaleziony w fagu, ale nie w bakterii. Oznacza to, że białka faga pozostały na zewnątrz bakterii. Wyniki te pokazały Hersheyowi i Chase'owi, że materiałem genetycznym, który infekuje bakterie, jest DNA.
Pytania i odpowiedzi
P: Kto przeprowadził eksperyment Hershey-Chase?
O: Eksperyment Hershey-Chase został przeprowadzony przez Alfreda Hersheya i Marthę Chase.
P: Jaki był cel eksperymentu Hershey-Chase?
O: Celem eksperymentu Hershey-Chase było potwierdzenie, że DNA jest materiałem genetycznym istot żywych.
P: Kiedy przeprowadzono eksperyment Hershey-Chase?
O: Eksperymenty Hershey-Chase zostały przeprowadzone w 1952 roku.
P: Kim jest Friedrich Miescher i jaki był jego wkład w badania nad DNA?
O: Friedrich Miescher był szwajcarskim lekarzem, który odkrył, że DNA jest materiałem genetycznym w żywych istotach w swoich eksperymentach na białych krwinkach (leukocytach) w latach 1868-69.
P: Za co Alfred Hershey otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny?
Alfred Hershey otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny za swoje odkrycia dotyczące struktury genetycznej wirusów.
P: Dlaczego potwierdzenie, że DNA jest materiałem genetycznym istot żywych było ważne?
O: Potwierdzenie, że DNA jest materiałem genetycznym istot żywych było ważne, ponieważ pozwoliło lepiej zrozumieć, w jaki sposób cechy genetyczne są przekazywane z pokolenia na pokolenie.
P: W jaki sposób eksperymenty Hershey-Chase potwierdziły, że DNA jest materiałem genetycznym istot żywych?
O: Eksperymenty Hershey-Chase'a potwierdziły, że DNA jest materiałem genetycznym istot żywych, wykazując, że DNA wirusa jest tym, co infekuje komórkę bakteryjną, prowadząc do produkcji nowych cząstek wirusa.
Powiązane artykuły
Autor
AlegsaOnline.com Eksperyment Hershey–Chase (1952): potwierdzenie, że DNA to materiał genetyczny Leandro Alegsa
URL: https://pl.alegsaonline.com/art/43898