Доказательства роли ДНК в наследственности

18.11.2014

Первым доказательством роли ДНК в наследственности послужила ее способность изменять свойства пневмококков (возбудителя пневмонии). Это было установлено бактериологом Ф. Гриффитсом в 1928 г. Пневмококки штамма S имеют гладкую блестящую оболочку, a пневмококки штамма R — шероховатую. Последние не патогенны для мышей. Ф. Гриффитс вводил мышам убитые нагреванием до 65 °С пневмококки штамма 5. и мыши не заболевали. Если же он вводил смесь живых бескапсульных и убитых капсульных пневмококков. то животные заболевали пневмонией и погибали. У погибших мышей при вскрытии были выделены живые капсульные бактерии. Следовательно, произошло превращение непатогенных бактерий в патогенные (рис. 4.1). Таким образом Ф. Гриффитс открыл явление генетической трансформации у бактерий.
О. Эвери с сотрудниками показали, что фактором генетической трансформации у пневмококков служит ДНК. При добавлении белка капсулообразующих пневмококков в питательную среду с бескапсульными бактериями трансформации признака не происходит.

Доказательства роли ДНК в наследственности

Если же добавляли ДНК от капсульных бактерий в среду, содержащую бескапсульные бактерии, то происходила трансформация, при которой бескапсульные бактерии превращались в капсульные. Эффект трансформации был выявлен лаже при разведении ДНК в миллион раз. Трансформация у микроорганизмов была получена по таким признакам, как чувствительность или устойчивость к антибиотикам, способность синтезировав некоторые аминокислоты и т. д. Отличительной особенностью трансформации было изменение признака клетки-реципиента на признак клетки-донора. Из этих экспериментов следовало, что генетическая трансформация обусловлена ДНК, которая составляет основу гена. Таким стразом, было получено первое прямое доказательство роли ДНК в наследственности.
Роль ДНК в наследственности подтверждает и явление конъюгации — процесс прямого переноса генетической информации непосредственно от одной клетки к другой при их контакте, которое впервые было открыто у кишечной палочки E.coli.
Установлено, что генетическая информация по выработке пени-циллиназы (фермента, обусловливающего устойчивость к пенициллину) находится не в ядре клетки, а в особых протоплазматических включениях — эписомах. Гены, определяющие выработку данного фермента, обозначили как фактор R (от англ. rеsisiance — устойчивость). Эписомы не связаны с основной жизнедеятельностью клетки, и они могут передаваться от одного микроорганизма другому. Одна бактерия, выдвинув цитоплазматический мостик, перелает другой клетке эписомы, а вместе с ними и устойчивость к пенициллину.
Также было открыто явление генетической трансакции. Бактериофаги (вирусы бактерий) из одной бактериальной клетки (бактерии донора) переносят в другую (бактерию-реципиент) отдельные гены бактерии-донора (рис. 4.2).

Штамм 2А имеет ген. обусловливающий синтез аминокислоты триптофана, штамм 22А не имеет такого гена, поэтому в питательную среду для этого штамма необходимо включать триптофан. Бактериофаг переносит через бактериальный фильтр бактериям штамма 22А ген, обусловливающий выработку триптофана.
Другим доказательством генетической роли ДНК был опыт, в котором использовали бактериофаги, меченные радиоактивными фосфором и серой. Фосфор входит в состав ДНК, а сера — в некоторые аминокислоты белка. Бактериофаг состоит из двух основных компонентов: белка и ДНК. Мечеными бактериофагами заражали клетки кишечной палочки. Оказалось, что внутрь бактерии проникает 32Р и при дальнейшем размножении бактериофага передается по наследству. Именно ДНК, вошедшая 8 клетку кишечной палочки, внесла наследственную информацию о свойствах бактериофага.