Хотя сегодня общеизвестно, что черты характера передаются от родителей к ребенку по ДНК, это не всегда так. В 19 веке ученые не знали, как наследуется генетическая информация. Однако в начале-середине 20-го века серия умных экспериментов определила ДНК как молекулу, которую организмы использовали для передачи генетической информации.
Эксперимент Гриффитса
К началу 20 века ученые знали, что наследственная информация передается от родителей к детям в виде дискретных единиц, которые они назвали генами. Однако они не знали, где и как эта информация хранится и используется биохимическими процессами клетки.
В 1928 году английский ученый Фред Гриффитс ввел мышам смертельные для мышей бактерии Streptococcus pneumoniae IIIS типа и S. pneumoniae, которая не смертельна. Если бактерии IIIS не были уничтожены нагреванием, мыши умирали; если они были убиты жарой, мыши выжили.
То, что произошло потом, изменило историю генетики. Гриффитс смешал убитые нагреванием IIIS-бактерии и живые IIR-бактерии и ввел их мышам. Вопреки тому, что он ожидал, мыши умерли. Каким-то образом генетическая информация была передана от мертвых бактерий IIIS к живому штамму IIR.
Эйвери Эксперимент
Работая с несколькими другими учеными, Освальд Эйвери хотел узнать, что было передано между IIIS и IIR бактериями в эксперименте Гриффитса. Он взял убитые нагреванием бактерии IIIS и разделил их на смесь белков, ДНК и РНК. Затем он обработал эту смесь одним из трех типов ферментов: теми, которые разрушают белки, ДНК или РНК. Наконец, он взял полученную смесь и инкубировал ее с живыми бактериями IIR. Когда РНК или белки были разрушены, бактерии IIR все еще улавливали генетическую информацию IIIS и становились смертельными. Однако, когда ДНК была разрушена, бактерии IIR остались неизменными. Эйвери понял, что генетическая информация должна храниться в ДНК.
Эксперимент Херши-Чейза
Команда Альфреда Херши и Марты Чейз определила, как наследуется генетическая информация. Они использовали вирус, поражающий кишечную палочку (E. coli), вид бактерий, обнаруженных в кишечнике людей и животных. Они вырастили E. coli в среде, содержащей радиоактивную серу, которая будет включена в белки, или радиоактивный фосфор, который будет включен в ДНК.
Они заразили E. coli с вирусом и перенесли полученную вирусную культуру в другую немеченую партию E. coli, выращенные на среде без радиоактивных элементов. Первая группа вирусов теперь была нерадиоактивной, что указывает на то, что белок не передается от родительского вируса к дочернему вирусу. Напротив, вторая группа вирусов оставалась радиоактивной, что указывает на то, что ДНК передавалась от одного поколения вирусов к другому.
Уотсон и Крик
К 1952 году ученые знали, что гены и наследственная информация должны храниться в ДНК. В 1953 году Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик открыли структуру ДНК. Они разработали структуру, собрав данные из прошлых экспериментов и используя их для построения молекулярной модели. Их модель ДНК была сделана из проволоки и металлических пластин, очень похожих на пластиковые наборы, которые сегодня используют студенты на уроках органической химии.