Αν και είναι κοινή γνώση σήμερα ότι τα γνωρίσματα μεταδίδονται από γονέα σε παιδί με DNA, αυτό δεν συνέβαινε πάντα. Τον 19ο αιώνα, οι επιστήμονες δεν είχαν ιδέα πώς κληρονομήθηκαν οι γενετικές πληροφορίες. Στις αρχές έως τα μέσα του 20ού αιώνα, ωστόσο, μια σειρά από έξυπνα πειράματα αναγνώρισαν το DNA ως το μόριο που χρησιμοποίησαν οι οργανισμοί για τη μεταφορά γενετικών πληροφοριών.
Πείραμα Griffiths
Στις αρχές του 20ού αιώνα, οι επιστήμονες γνώριζαν ότι οι κληρονομικές πληροφορίες μεταβιβάστηκαν από γονέα σε παιδί με τη μορφή διακριτών μονάδων που ονόμαζαν γονίδια. Δεν ήξεραν, ωστόσο, πού ή πώς αυτές οι πληροφορίες αποθηκεύτηκαν και χρησιμοποιήθηκαν από τις βιοχημικές διεργασίες του κυττάρου.
Το 1928, ο Άγγλος επιστήμονας Fred Griffiths ένεσε ποντίκια με βακτήρια Streptococcus pneumoniae τύπου IIIS, τα οποία είναι θανατηφόρα για τα ποντίκια και τον τύπο IIR του S. pneumoniae, το οποίο δεν είναι θανατηφόρο. Εάν τα βακτήρια IIIS δεν θανατώθηκαν, τα ποντίκια πέθαναν. αν σκοτώθηκαν θερμικά, τα ποντίκια ζούσαν.
Αυτό που συνέβη στη συνέχεια άλλαξε την ιστορία της γενετικής. Ο Griffiths ανάμιξε τα θερμικά θανάσιμα IIIS και τα ζωντανά IIR βακτήρια και τα ένεσε στα ποντίκια. Σε αντίθεση με αυτό που περίμενε, τα ποντίκια πέθαναν. Κατά κάποιο τρόπο, οι γενετικές πληροφορίες μεταφέρθηκαν από τα νεκρά βακτήρια IIIS στο ζωντανό στέλεχος IIR.
Πείραμα Avery
Σε συνεργασία με αρκετούς άλλους επιστήμονες, ο Oswald Avery ήθελε να μάθει τι είχε μεταφερθεί μεταξύ των βακτηρίων IIIS και IIR στο πείραμα Griffiths. Πήρε βακτήρια IIIS που σκοτώθηκαν με θερμότητα και τα διασπάστηκε σε ένα μείγμα πρωτεϊνών, DNA και RNA. Στη συνέχεια, επεξεργάστηκε αυτό το μείγμα με έναν από τους τρεις τύπους ενζύμων: αυτά που καταστρέφουν πρωτεΐνες, DNA ή RNA. Τέλος, πήρε το μείγμα που προέκυψε και επωάστηκε με ζωντανά βακτήρια IIR. Όταν το RNA ή οι πρωτεΐνες καταστράφηκαν, τα βακτήρια IIR πήραν ακόμα τις γενετικές πληροφορίες IIIS και έγιναν θανατηφόρες. Όταν το DNA καταστράφηκε, ωστόσο, τα βακτήρια IIR παρέμειναν αμετάβλητα. Ο Avery συνειδητοποίησε ότι οι γενετικές πληροφορίες πρέπει να αποθηκεύονται στο DNA.
Πείραμα Hershey-Chase
Η ομάδα των Alfred Hershey και Martha Chase καθόρισε πώς κληρονομείται η γενετική πληροφορία. Χρησιμοποίησαν έναν τύπο ιού που μολύνει το Escherichia coli (E. coli), ένα είδος βακτηρίων που βρίσκεται στο έντερο των ανθρώπων και των ζώων. Μεγάλωσαν Ε. coli σε ένα μέσο που περιλάμβανε ραδιενεργό θείο, το οποίο θα ενσωματώθηκε σε πρωτεΐνες, ή ραδιενεργό φωσφόρο, το οποίο θα ενσωματώθηκε στο DNA.
Μολύνουν το Ε. coli με τον ιό και μετέφερε την προκύπτουσα ιική καλλιέργεια σε μια άλλη, μη επισημασμένη παρτίδα Ε. coli καλλιεργείται σε μέσο χωρίς ραδιενεργά στοιχεία. Η πρώτη ομάδα ιών δεν ήταν πλέον ραδιενεργός, υποδεικνύοντας ότι η πρωτεΐνη δεν μεταδίδεται από τον γονέα στον θυγατρικό ιό. Αντιθέτως, η δεύτερη ομάδα ιών παρέμεινε ραδιενεργός, δείχνοντας ότι το DNA μεταβιβάστηκε από τη μία γενιά ιών στην επόμενη.
Watson και Crick
Μέχρι το 1952, οι επιστήμονες γνώριζαν ότι τα γονίδια και οι κληρονομικές πληροφορίες πρέπει να αποθηκεύονται στο DNA. Το 1953, ο James Watson και ο Francis Crick ανακάλυψαν τη δομή του DNA. Επεξεργάστηκαν τη δομή συγκεντρώνοντας δεδομένα από προηγούμενα πειράματα και χρησιμοποιώντας την για να δημιουργήσουν ένα μοριακό μοντέλο. Το μοντέλο DNA τους κατασκευάστηκε από σύρματα και μεταλλικές πλάκες, όπως τα πλαστικά κιτ που χρησιμοποιούν οι μαθητές στις τάξεις οργανικής χημείας σήμερα.
