Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

10.1: Вступ

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    6507

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Історія генетичної трансформації

    Будь-яке поглинання генетичної інформації із зовнішнього середовища в клітини, що призводить до вираження нових ознак, називається генетичною трансформацією. Цей процес може відбуватися природним шляхом. Деякі бактерії називаються «компетентними», щоб вказати, що вони здатні приймати ДНК в клітину з навколишнього середовища. Це іменується природною компетенцією. Бактерії також здатні отримувати ДНК через процес кон'югації, де плазміди від однієї бактерії направляються до іншої через пілус кон'югації. Інші методи введення чужорідної ДНК включають пряму ін'єкцію в цитозол або за допомогою використання вірусів в процесі, званому трансдукцією. У клітині еукаріот ми називаємо введення ДНК трансфекцією.

    Фредерік Гріффіт і агент-трансформер

    На початку сучасної біології джерелом генетичного матеріалу не було відомо, що ДНК. Насправді багато вчених вважали, що ДНК занадто проста для виконання цієї роботи. Вчені вважали, що білки з їх 20 різноманітними амінокислотами є носіями генетичної інформації. У спробі розробити вакцину від бактеріальної пневмонії Фредерік Гріффіт першим описав процес генетичної трансформації випадково в 1928 році. Гріффіт взяв вірулентний штам бактерій (гладкий на вигляд), що викликав пневмонію, і ввів їх мишам. Це призведе до загибелі мишей. Він також зауважив, що ін'єкція грубої бактерії не викликала жодного захворювання. Після нагрівання гладких бактерій він виявив, що для прогресування хвороби потрібні живі бактерії вірулентного штаму. Нарешті, він зауважив, що введення вбитих теплом вірулентних бактерій живими бактеріями невірулентного штаму призвело до пневмонії та смерті мишей. З цього експерименту було виявлено, що трансформуючий агент, здатний проходити за ознакою, знаходиться в межах вмісту цих мертвих клітин. Але ніхто не знав, що цей агент є ДНК в той момент.

    Файл: Гріффіт experiment.svg

    Файл: Тевен фаг. SVG

    Херші і Чейз

    Герші і Чейз вивчали бактеріофаг (фаг = пожирач). Фаги - це бактеріальні віруси, які заражають бактерії і викликають лізис клітин. Вони мають дуже просту будову білкової голови/коміра/хвоста і ядра ДНК. Було відомо, що бактерії, заражені фагом, стійкі до додаткового зараження. У 1952 році Герші і Чейз виросли бактеріофаг в умовах, які б спеціально позначали або ДНК, або білок з радіоактивністю. Згодом вони брали фаги з радіомаркованою ДНК і інфікованими бактеріями. Паралельно вони брали фаг з радіомаркованим білком і інфікували ще один набір бактерій. Через достатньо часу для зараження бактеріальні культури помістили в блендер, щоб відокремити бактеріофаг від бактерій.

    Файл: Герші Чейз experiment.png

    Розчини центрифугували для виділення бактерій з фага. Бактерії були радіоактивними лише тоді, коли фаг, вирощений в умовах радіомаркування ДНК, інфікував бактерії, щоб вказати, що ДНК може бути трансформуючим агентом.

    Питання, про які слід подумати

    1. Який ізотоп буде використовуватися для маркування білка?
    2. Який ізотоп буде використовуватися для маркування тільки ДНК?

    Евері, Маккарті та Маклауд

    У 1944 році Освальд Евері, Колін Маклауд і Маклін Маккарті повторили експеримент Гріффіта. Замість використання бактерій, знищених теплом, ці вчені виділили білок, вуглеводи, ліпіди та нуклеїнові кислоти з вірулентного штаму та спільно вводять їх з невірулентними бактеріями. Вуглеводні екстракти були неефективними при трансформації бактерій Білкові екстракти були нездатні викликати трансформацію. Ін'єкції ліпідів не змогли призвести до вірулентності. Тільки зразки нуклеїнових кислот, оброблені РНАзою, були здатні трансформувати бактерії. При спільному введенні з ДНКАзою бактерії не трансформувалися. Поряд з Герші-Чейзом це остаточно проілюструвало, що ДНК є перетворюючим агентом, здатним передавати генетичну інформацію.