როგორ აღმოაჩინეს მეცნიერებმა, რომ გენები დამზადებულია დნმ-ისგან?

მიუხედავად იმისა, რომ დღეს საყოველთაოდ ცნობილია, რომ თვისებები მშობლიდან შვილზე გადადის დნმ-ით, ეს ყოველთვის ასე არ იყო. მე -19 საუკუნეში მეცნიერებს წარმოდგენა არ ჰქონდათ, თუ როგორ მემკვიდრეობით მიიღეს გენეტიკური ინფორმაცია. თუმცა, მე -20 საუკუნის დასაწყისში და შუა რიცხვებში, მთელი რიგი ჭკვიანური ექსპერიმენტების შედეგად დნმ იდენტიფიცირდა, როგორც მოლეკულა, რომელსაც ორგანიზმები იყენებდნენ გენეტიკური ინფორმაციის გადასაცემად.

მე -20 საუკუნის დასაწყისისთვის მეცნიერებმა იცოდნენ, რომ მემკვიდრეობითი ინფორმაცია მშობლიდან შვილზე გადადიოდა დისკრეტული ერთეულების სახით, რომლებსაც გენებს უწოდებდნენ. მათ არ იცოდნენ, სად ან როგორ ინახავდა და იყენებდა ეს ინფორმაცია უჯრედის ბიოქიმიურ პროცესებს.

1928 წელს ინგლისელმა მეცნიერმა ფრედ გრიფითსმა თაგვებს გაუკეთა IIIS ტიპის Streptococcus pneumoniae ბაქტერიები, რომლებიც მომაკვდინებელია მაუსებისთვის და IIR ტიპის S. პნევმონია, რომელიც არ არის ლეტალური. თუ IIIS ბაქტერიები სითბოს არ დაიღუპა, თაგვები გარდაიცვალა; თუ ისინი სითბოს მოკლეს, თაგვები ცხოვრობდნენ.

რაც შემდეგ მოხდა, გენეტიკის ისტორია შეცვალა. გრიფითსმა შეურია სითბოსგან მოკლული IIIS და ცოცხალი IIR ბაქტერიები და გაუკეთა თაგვებში. იმის საწინააღმდეგოდ, რასაც ის მოელოდა, თაგვები გარდაიცვალა. რატომღაც გადავიდა გენეტიკური ინფორმაცია მკვდარი IIIS ბაქტერიიდან ცოცხალ IIR შტამზე.

მუშაობდა კიდევ რამდენიმე მეცნიერთან, ოსვალდ ევერის სურდა გაეგო რა გადავიდა IIIS და IIR ბაქტერიებს შორის გრიფიტის ექსპერიმენტში. მან აიღო სითბოსგან დაღუპული IIIS ბაქტერიები და დაანგრია ცილების, დნმ-ის და რნმ-ის ნარევად. შემდეგ მან ამ ნარევს სამ-სამი ტიპის ფერმენტით დაამუშავა: ისეთები, რომლებიც ანადგურებენ ცილებს, დნმ-ს ან RNA- ს. საბოლოოდ, მან მიიღო მიღებული ნარევი და ინკუბაცია მას ცოცხალ IIR ბაქტერიებთან. როდესაც RNA ან ცილები განადგურდა, IIR ბაქტერიებმა მაინც აიყვანეს IIIS გენეტიკური ინფორმაცია და გახდნენ ლეტალური. როდესაც დნმ განადგურდა, IIR ბაქტერიები უცვლელი დარჩა. ევერი მიხვდა, რომ გენეტიკური ინფორმაცია დნმ-ში უნდა იყოს შენახული.

ალფრედ ჰერშისა და მართა ჩეიზის გუნდმა დაადგინა, თუ როგორ ხდება მემკვიდრეობით მიღებული გენეტიკური ინფორმაცია. მათ გამოიყენეს ვირუსის ტიპი, რომელიც აინფიცირებს Escherichia coli- ს (E. coli), ბაქტერიების სახეობა, რომელიც გვხვდება ადამიანისა და ცხოველების ნაწლავში. მათ გაიზარდეს ე. კოლი საშუალოში, რომელშიც შედის რადიოაქტიური გოგირდი, რომელიც ჩაირთვება ცილებში, ან რადიოაქტიური ფოსფორი, რომელიც შედის დნმ-ში.

მათ დააინფიცირეს ე. კოლი ვირუსთან და შედეგად მიღებული ვირუსული კულტურა გადავიდა ე-ს სხვა, ეტიკეტიან სურათზე. კოლი გაიზარდა საშუალოზე, რადიოაქტიური ელემენტების გარეშე. ვირუსების პირველი ჯგუფი ახლა არარადიოაქტიული იყო, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ ცილა არ გადადის მშობლიდან ქალიშვილ ვირუსზე. ამის საპირისპიროდ, ვირუსების მეორე ჯგუფი დარჩა რადიოაქტიური, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ დნმ გადავიდა ვირუსების ერთი თაობიდან მეორეზე.

1952 წლისთვის მეცნიერებმა იცოდნენ, რომ გენები და მემკვიდრეობითი ინფორმაცია დნმ-ში უნდა იყოს შენახული. 1953 წელს ჯეიმს უოტსონმა და ფრენსის კრიკმა აღმოაჩინეს დნმ-ის სტრუქტურა. მათ შეიმუშავეს სტრუქტურა წარსული ექსპერიმენტების მონაცემების შეგროვებით და მოლეკულური მოდელის შესაქმნელად. მათი დნმ-ის მოდელი დამზადებულია მავთულისა და ლითონის ფირფიტებისგან, ისევე, როგორც პლასტმასის ნაკრებები, რომლებსაც დღეს იყენებენ სტუდენტები ორგანული ქიმიის კლასებში.