Bien qu'il soit de notoriété publique aujourd'hui que les traits sont transmis de parent à enfant par l'ADN, cela n'a pas toujours été le cas. Au 19ème siècle, les scientifiques n'avaient aucune idée de la manière dont l'information génétique était héritée. Au début du 20e siècle, cependant, une série d'expériences intelligentes a identifié l'ADN comme la molécule que les organismes utilisaient pour transférer l'information génétique.
Expérience Griffiths
Au début du 20e siècle, les scientifiques savaient que les informations héréditaires étaient transmises de parent à enfant sous la forme d'unités discrètes qu'ils appelaient gènes. Ils ne savaient cependant pas où ni comment ces informations étaient stockées et utilisées par les processus biochimiques de la cellule.
En 1928, le scientifique anglais Fred Griffiths a injecté à des souris des bactéries Streptococcus pneumoniae de type IIIS, qui sont mortelles pour les souris, et le type IIR de S. pneumoniae, qui n'est pas mortelle. Si les bactéries IIIS n'étaient pas tuées par la chaleur, les souris mouraient; si elles étaient tuées par la chaleur, les souris vivaient.
Ce qui s'est passé ensuite a changé l'histoire de la génétique. Griffiths a mélangé des bactéries IIIS tuées par la chaleur et des bactéries IIR vivantes et les a injectées dans les souris. Contrairement à ce à quoi il s'attendait, les souris sont mortes. D'une manière ou d'une autre, l'information génétique a été transférée de la bactérie IIIS morte à la souche IIR vivante.
Expérience Avery
En collaboration avec plusieurs autres scientifiques, Oswald Avery a voulu savoir ce qui avait été transféré entre les bactéries IIIS et IIR dans l'expérience de Griffiths. Il a pris des bactéries IIIS tuées par la chaleur et les a divisées en un mélange de protéines, d'ADN et d'ARN. Ensuite, il a traité ce mélange avec l'un des trois types d'enzymes: ceux qui détruisent les protéines, l'ADN ou l'ARN. Enfin, il a pris le mélange résultant et l'a incubé avec des bactéries IIR vivantes. Lorsque l'ARN ou les protéines étaient détruits, la bactérie IIR captait toujours l'information génétique IIIS et devenait mortelle. Lorsque l'ADN a été détruit, cependant, les bactéries IIR sont restées inchangées. Avery s'est rendu compte que l'information génétique doit être stockée dans l'ADN.
Expérience Hershey-Chase
L'équipe d'Alfred Hershey et Martha Chase a déterminé comment l'information génétique est héritée. Ils ont utilisé un type de virus qui infecte Escherichia coli (E. coli), une espèce de bactérie présente dans l'intestin des humains et des animaux. Ils ont fait pousser E. coli dans un milieu contenant du soufre radioactif, qui serait incorporé dans les protéines, ou du phosphore radioactif, qui serait incorporé dans l'ADN.
Ils ont infecté le E. coli avec le virus et transféré la culture virale résultante à un autre lot non marqué d'E. coli cultivées sur un milieu sans éléments radioactifs. Le premier groupe de virus était désormais non radioactif, ce qui indique que la protéine ne se transmet pas du virus parent au virus fille. En revanche, le deuxième groupe de virus est resté radioactif, ce qui indique que l'ADN a été transmis d'une génération de virus à l'autre.
Watson et Crick
En 1952, les scientifiques savaient que les gènes et les informations héréditaires devaient être stockés dans l'ADN. En 1953, James Watson et Francis Crick ont découvert la structure de l'ADN. Ils ont élaboré la structure en assemblant les données d'expériences passées et en les utilisant pour construire un modèle moléculaire. Leur modèle d'ADN a été fabriqué à partir de fils et de plaques de métal, un peu comme les kits en plastique que les étudiants utilisent aujourd'hui dans les cours de chimie organique.