Obwohl heute allgemein bekannt ist, dass Merkmale durch die DNA von den Eltern an das Kind weitergegeben werden, war dies nicht immer der Fall. Im 19. Jahrhundert hatten Wissenschaftler keine Ahnung, wie genetische Informationen vererbt wurden. Anfang bis Mitte des 20. Jahrhunderts identifizierte eine Reihe cleverer Experimente jedoch die DNA als das Molekül, mit dem Organismen genetische Informationen übertragen.
Griffiths-Experiment
Anfang des 20. Jahrhunderts wussten Wissenschaftler, dass Erbinformationen in Form von diskreten Einheiten, die sie Gene nannten, von den Eltern an die Kinder weitergegeben wurden. Sie wussten jedoch nicht, wo und wie diese Informationen gespeichert und von den biochemischen Prozessen der Zelle verwendet wurden.
Im Jahr 1928 injizierte der englische Wissenschaftler Fred Griffiths Mäusen Streptococcus pneumoniae vom Typ IIIS, die für Mäuse tödlich sind, und dem IIR-Typ von S. pneumoniae, die nicht tödlich ist. Wenn die IIIS-Bakterien nicht durch Hitze abgetötet wurden, starben die Mäuse; wurden sie durch Hitze getötet, lebten die Mäuse.
Was als nächstes geschah, veränderte die Geschichte der Genetik. Griffiths mischte durch Hitze abgetötete IIIS- und lebende IIR-Bakterien und injizierte sie den Mäusen. Anders als er erwartet hatte, starben die Mäuse. Irgendwie wurde genetische Information von den toten IIIS-Bakterien auf den lebenden IIR-Stamm übertragen.
Avery-Experiment
In Zusammenarbeit mit mehreren anderen Wissenschaftlern wollte Oswald Avery wissen, was im Griffiths-Experiment zwischen den IIIS- und IIR-Bakterien übertragen wurde. Er nahm durch Hitze abgetötete IIIS-Bakterien und zerlegte sie in eine Mischung aus Proteinen, DNA und RNA. Als nächstes behandelte er diese Mischung mit einem von drei Arten von Enzymen: jenen, die Proteine, DNA oder RNA zerstören. Schließlich nahm er die resultierende Mischung und inkubierte sie mit lebenden IIR-Bakterien. Wenn RNA oder Proteine zerstört wurden, nahmen die IIR-Bakterien immer noch die genetische IIIS-Information auf und wurden tödlich. Als die DNA zerstört wurde, blieben die IIR-Bakterien jedoch unverändert. Avery erkannte, dass genetische Informationen in der DNA gespeichert werden müssen.
Hershey-Chase-Experiment
Das Team von Alfred Hershey und Martha Chase hat ermittelt, wie genetische Informationen vererbt werden. Sie verwendeten einen Virustyp, der Escherichia coli (E. coli), eine Bakterienart, die im Darm von Mensch und Tier vorkommt. Sie wuchsen E. coli in einem Medium, das radioaktiven Schwefel enthielt, der in Proteine eingebaut würde, oder radioaktiven Phosphor, der in die DNA eingebaut würde.
Sie infizierten die E. coli mit dem Virus und überführte die resultierende Viruskultur auf eine andere, unmarkierte Charge von E. coli auf Medium ohne radioaktive Elemente gezüchtet. Die erste Gruppe von Viren war jetzt nicht radioaktiv, was darauf hindeutet, dass das Protein nicht vom Elternvirus auf das Tochtervirus übertragen wird. Im Gegensatz dazu blieb die zweite Gruppe von Viren radioaktiv, was darauf hindeutet, dass die DNA von einer Virusgeneration zur nächsten weitergegeben wurde.
Watson und Crick
1952 wussten die Wissenschaftler, dass Gene und Erbinformationen in der DNA gespeichert werden müssen. 1953 entdeckten James Watson und Francis Crick die Struktur der DNA. Sie erarbeiteten die Struktur, indem sie Daten aus früheren Experimenten zusammenstellten und daraus ein molekulares Modell erstellten. Ihr DNA-Modell wurde aus Draht und Metallplatten hergestellt, ähnlich wie die Plastikbausätze, die Studenten heute im Unterricht in organischer Chemie verwenden.
