Експериментите на Херши и Чейс — доказателство, че ДНК е наследствен материал
Научете как експериментите на Херши и Чейс (1952) доказват, че ДНК е наследственият материал — ключово откритие, променило генетиката и довело до Нобелова награда.
Експериментите на Херши и Чейс са серия от експерименти, започнати през 1952 г. от Алфред Херши и Марта Чейс.
Тези експерименти потвърждават, че ДНК е генетичният материал на живите същества, който преди това е открит от швейцарския лекар Фридрих Мишер при експериментите му с бели кръвни клетки или левкоцити между 1868 и 69 г. Хърши споделя Нобеловата награда за физиология или медицина за 1969 г. за "откритията си относно генетичната структура на вирусите".
Контекст и въпрос
В средата на XX век учените спореха дали наследствената информация се съдържа в белтъците или в нуклеиновите киселини (ДНК). Предшестващи резултати, като тези на Avery, MacLeod и McCarty (1944), подсказваха, че ДНК носи генетичната информация, но съмненията и скептицизмът не бяха напълно отстранени. Херши и Чейс предложиха прост и елегантен експеримент с бактериофаги, който да покаже кой от двата типа молекули влиза в бактериалната клетка при инфекция и следователно пренася наследствената информация.
Метод и резултати
Херши и Чейс използват бактериофага T2, вирус, който инфектира бактерията Escherichia coli. Техният експеримент включва следните основни стъпки:
- Маркиране на вирусните компоненти с радиоактивни изотопи: ДНК е маркирана с фосфор-32 (32P), а протеинът на обвивката — със сяра-35 (35S). Това позволява да се следи коя равнина от вируса влиза в клетката по време на инфекцията.
- Инфекция на бактериите с маркирани фаги и кратко инкубиране, за да започне проникването на вирусния материал в клетките.
- Механично отделяне на обвивките от бактериите с помощта на блендер (процедура, наречена "blender experiment"), след което пробите се центрофугират. Тежките бактериални клетки се утаяват в пелет, а по-лекият материал и свободните обвивки остават в супернатанта.
- Измерване на радиоактивността в пелета и супернатант: по-голямата част от 32P (ДНК) се намира в пелета — в бактериите, а по-голямата част от 35S (протеинът) остава в супернатанта.
От тези наблюдения Херши и Чейс заключават, че именно ДНК навлиза в бактериалната клетка и носи информацията за синтезата на нови вирусни частици, докато протеиновата обвивка не прониква в клетката и следователно не носи наследствената информация.
Значение и последици
Експериментите на Херши и Чейс са решаващи за потвърждаване на ролята на ДНК като наследствен материал. Те осигуряват ясно експериментално доказателство, което допълва и подкрепя предишните резултати на Avery и сътрудници. Тези изследвания ускоряват развитието на молекулярната биология и разбирателството за репликацията на генетичния материал и механизма на експресия на гените.
За своя принос в изследването на генетичната структура на вирусите Алфред Херши е удостоен с Нобеловата награда за физиология или медицина през 1969 г., която той дели с други изтъкнати учени в областта на бактериофагите.
Забележки и по-нататъшни изследвания
Експериментът е пример за добре обмислена проста стратегия, която решава фундаментален биологичен проблем. По-късно развити методи (напр. молекулярно клониране, секвениране) допълнително разширяват познанията за структурата и функциите на ДНК и ролята ѝ във всички живи организми.
Експериментът
Метод
Херши и Чейс използват фага Т2 - бактериофаг. Фагът инфектира бактерия, като се прикрепя към нея и инжектира своя генетичен материал в нея.
Те маркират фаговата ДНК с радиоактивен фосфор-32. След това проследяват фагите, докато заразяват E. coli. Установили, че радиоактивният елемент, останал върху ДНК на фага, се намира само в бактерията, но не и във фага, което означава, че ДНК е попаднала в бактерията.
При втория експеримент Херши и Чейс поставят етикети върху фаговия протеин с радиоактивна сяра-35. След като фагът бил прикрепен към бактерията, радиоактивният елемент бил открит във фага, но не и в бактерията. Това означава, че протеините на фага са останали от външната страна на бактерията. Тези резултати показват на Херши и Чейс, че генетичният материал, който заразява бактериите, е ДНК.
Въпроси и отговори
В: Кой провежда експеримента на Хърши-Чейс?
О: Експериментът "Хърши-Чейс" е проведен от Алфред Хърши и Марта Чейс.
В: Каква е била целта на експеримента на Хърши и Чейс?
О: Целта на експеримента на Хърши и Чейс е да потвърди, че ДНК е генетичният материал в живите същества.
В: Кога са проведени експериментите на Хърши и Чейс?
О: Експериментите на Хърши-Чейс са проведени през 1952 г.
Въпрос: Кой е Фридрих Мишер и какъв е неговият принос за изследването на ДНК?
О: Фридрих Мишер е швейцарски лекар, който открива, че ДНК е генетичният материал в живите същества, при експериментите си върху бели кръвни клетки или левкоцити между 1868 и 69 г.
Въпрос: За какво Алфред Херши получава Нобелова награда за физиология или медицина?
О: Алфред Херши получи Нобелова награда за физиология или медицина за откритията си относно генетичната структура на вирусите.
В: Защо е важно да се потвърди, че ДНК е генетичният материал в живите същества?
О: Потвърждаването на ДНК като генетичен материал в живите същества е важно, защото дава възможност за по-добро разбиране на начина, по който генетичните характеристики се предават от поколение на поколение.
Въпрос: Как експериментите на Херши и Чейс потвърждават, че ДНК е генетичен материал в живите същества?
О: Експериментите на Хърши и Чейс потвърждават, че ДНК е генетичният материал на живите същества, като доказват, че ДНК на вируса е тази, която заразява бактериална клетка, което води до производството на нови вирусни частици.
обискирам