Em formação

1.2: DNA é o material genético - Biologia


No início de 1900, os bioquímicos haviam isolado centenas de substâncias químicas diferentes de células vivas. No entanto, alguns experimentos-chave demonstraram que o DNA, ao invés da proteína, é o material genético.

Experimento de transformação de Griffith (1928)

Microbiologistas identificaram duas cepas da bactéria Streptococcus pneumoniae. A cepa R produziu colônias rugosas em uma placa bacteriana, enquanto a outra cepa S era lisa (Figura ( PageIndex {2} )). Mais importante, a bactéria da cepa S causou infecções fatais quando injetada em camundongos, enquanto a cepa R não (parte superior, Figura ( PageIndex {3} )). Nem as células da cepa S “tratadas termicamente”. Griffith em 1929, notou que, ao misturar células da cepa S “tratadas com calor” com algumas bactérias do tipo R (nenhum dos dois deve matar os ratos), os camundongos morreram e havia células patogênicas recuperáveis ​​da cepa S. Assim, alguns componentes não vivos das cepas do tipo S continham informações genéticas que poderiam ser transferidas para e transformar as células vivas da cepa do tipo R em células do tipo S.

Avery, MacLeod and McCarty’s Experiment (1944)

Que tipo de molécula de dentro das células do tipo S foi responsável pela transformação? Para responder a isso, os pesquisadores nomearam Avery, MacLeod e McCarty separou as células do tipo S em vários componentes, como proteínas, polissacarídeos, lipídios e ácidos nucléicos. Apenas os ácidos nucléicos das células do tipo S foram capazes de tornar as cepas R suaves e fatais. Além disso, quando extratos celulares de células do tipo S foram tratados com DNase (uma enzima que digere DNA), a capacidade de transformação foi perdida. Os pesquisadores concluíram, portanto, que o DNA era o material genético, que, nesse caso, controlava a aparência (lisa ou áspera) e a patogenicidade da bactéria.

Experiência de Hershey e Chase (1952)

Outras evidências de que o DNA é o material genético vieram de experimentos conduzidos por Hershey e Chase. Esses pesquisadores estudaram a transmissão de informações genéticas em um vírus chamado bacteriófago T2, que usou Escherichia coli como sua bactéria hospedeira (Figura ( PageIndex {4} )). Como todos os vírus, o T2 sequestra a maquinaria celular de seu hospedeiro para fabricar mais vírus. O próprio fago T2 contém apenas proteína e DNA, mas nenhuma outra classe de material genético potencial.

Para determinar quais desses dois tipos de moléculas continham o projeto genético do vírus, Hershey e Chase cultivaram culturas virais na presença de isótopos radioativos de qualquer fósforo (32P) ou enxofre (35S). O fago incorporou esses isótopos em seu DNA e proteínas, respectivamente (Fig. 1.5). Os pesquisadores então infectaram E. coli com os vírus radiomarcados, e olhou para ver se 32P ou 35S entrou na bactéria. Depois de garantir que todos os vírus foram removidos da superfície das células, os pesquisadores observaram que a infecção com 32Vírus rotulados com P (mas não o 35Vírus marcados com S) resultaram em bactérias radioativas. Isso demonstrou que o DNA era o material que continha instruções genéticas.

Experiência de Meselson e Stahl (1958)

A partir do modelo de fitas complementares de DNA, proposto por Watson e Crick em 1953, havia três mecanismos simples possíveis para a replicação do DNA: (1) semiconservador, (2) conservador e (3) dispersivo (Figura 1.6).

  1. o semi-conservador O modelo propõe que as duas fitas de uma molécula de DNA se separem durante a replicação e, em seguida, a fita atua como um modelo para a síntese de uma nova fita complementar.
  2. o conservador O modelo propõe que todo o duplex de DNA atue como um único modelo para a síntese de um duplex totalmente novo.
  3. o dispersivo O modelo tem as duas fitas da dupla hélice se quebrando em unidades que são então replicadas e remontadas, com os novos duplexes contendo segmentos alternados de uma fita para a outra.

Cada um desses três modelos faz uma previsão diferente sobre como as fitas de DNA devem ser distribuídas após duas rodadas de replicação. Essas previsões podem ser testadas no seguinte experimento, seguindo o componente de nitrogênio no DNA em E. coli à medida que passa por várias rodadas de replicação. Meselson e Stahl usaram diferentes isótopos de nitrogênio, que é o principal componente do DNA. Nitrogênio-14 (14N) é o isótopo natural mais abundante, enquanto Nitrogênio-15 (15N) é raro, mas também mais denso. Nenhum deles é radioativo; cada um pode ser seguido por uma diferença na densidade - “luz”14 vs“pesado15 peso atômico em um gradiente de densidade CsCl ultra-centrifugação de DNA.

O experimento começa com E. coli cultivado por várias gerações em meio contendo apenas 15N. Ele terá DNA mais denso. Quando extraído e separado em um tubo de gradiente de densidade de CsCl, esse DNA "pesado" se moverá para uma posição mais próxima do fundo do tubo na solução mais densa de CsCl (lado esquerdo na Figura ( PageIndex {7} )). DNA extraído de E. coli crescido no normal, 14 O meio contendo N irá migrar mais em direção ao topo menos denso do tubo.

Se estes E. coli as células são transferidas para um meio contendo apenas 14N, o isótopo "leve", e cultivado por uma geração, então seu DNA será composto de metade 15N e meio 14N. Se este DNA for extraído e aplicado a um Gradiente CsCl, o resultado observado é que uma banda aparece no ponto intermediário entre os locais previstos para totalmente 15N DNA e totalmente 14N DNA (Figura ( PageIndex {7} )). Esta observação de “banda única” é inconsistente com o resultado previsto do modelo conservador de replicação de DNA (refuta este modelo), mas é consistente com o esperado para os modelos semiconservativo e dispersivo.

Se o E. coli tem permissão para passar por outra rodada de replicação no 14Meio N, e o DNA extraído e separado em um tubo de gradiente de CsCl, então duas bandas foram vistas por Meselson e Shahl: uma no 14N-15Posição intermediária N e uma na posição totalmente 14Posição N (Figura ( PageIndex {7} )). Este resultado é inconsistente com o modelo dispersivo (uma única banda entre o 14N-15Posição N e o todo 14 Posição N) e, portanto, refuta este modelo. A observação de duas bandas é consistente com o modelo semiconservador que prevê um totalmente 14 N duplex e um 14N-15N duplex. Rodadas adicionais de replicação também apóiam o modelo / hipótese semiconservadora de replicação de DNA. Assim, o modelo semiconservador é o mecanismo atualmente aceito para a replicação do DNA. Observe, entretanto, que agora também sabemos, por meio de experimentos mais recentes, que cromossomos inteiros, que podem ter milhões de bases de comprimento, também são replicados de forma semi-conservadora.

Esses experimentos, publicados em 1958, são um exemplo maravilhoso de como a ciência funciona. Os pesquisadores começam com três modelos (hipóteses) claramente definidos. Esses modelos foram testados e dois (conservador e dispersivo) foram considerados inconsistentes com as observações e, portanto, contestados. A terceira hipótese, semiconservadora, foi consistente com as observações e, portanto, apoiada e aceita como mecanismo de replicação do DNA. Observe, no entanto, que isso não é uma “prova” do modelo, apenas uma forte evidência dele; hipóteses não são “provadas”, apenas refutadas ou suportadas.

RNA e proteína

Embora o DNA seja o material genético para a grande maioria dos organismos, existem alguns vírus que usam RNA como seu material genético. Esses vírus podem ser de cadeia simples ou dupla e incluem SARS, influenza, hepatite C e poliomielite, bem como retrovírus como HIV-AIDS. Normalmente, há DNA usado em algum estágio de seu ciclo de vida para replicar seu genoma de RNA.

Além disso, o caso de Prion os agentes infecciosos transmitem características apenas por meio de uma proteína (nenhum ácido nucléico presente). Os príons infectam transmitindo um estado de proteína mal dobrada de uma molécula de proteína aberrante para uma molécula normalmente dobrada. Esses agentes são responsáveis ​​pela encefalopatia espongiforme bovina (BSE, também conhecida como "doença da vaca louca") em bovinos e veados e pela doença de Creutzfeldt-Jakob (CJD) em humanos. Todas as doenças por príons conhecidas agem alterando a estrutura do cérebro ou de outro tecido neural e todas são atualmente intratáveis ​​e, em última análise, fatais.


DNA como material genético

Hershey e Chase estudaram o bacteriófago (fago = comedor). Os fagos são vírus bacterianos que infectam bactérias e causam a lise das células. Eles têm uma estrutura muito simples de cabeça / colar / cauda proteica e um núcleo de DNA. Era sabido que as bactérias infectadas com fago eram resistentes a infecções adicionais. Em 1952, Hershey e Chase cultivaram bacteriófagos em condições que marcariam especificamente o DNA ou a proteína com radioatividade. Posteriormente, eles tomaram fago com DNA radiomarcado e bactérias infectadas. Em paralelo, eles tomaram fago com proteína radiomarcada e infectaram outro conjunto de bactérias. Após o tempo suficiente para a infecção, as culturas bacterianas foram colocadas em um liquidificador para separar o bacteriófago da bactéria.

As soluções foram centrifugadas para isolar as bactérias do fago. As bactérias eram radioativas apenas quando o fago crescido em condições de radiomarcar o DNA infectava as bactérias para indicar que o DNA poderia ser o agente de transformação.


Frederick Griffith e o Agente Transformador

No início da biologia moderna, não se sabia que a fonte do material genético era o DNA. Na verdade, muitos cientistas achavam que o DNA era simples demais para realizar esse trabalho. Os cientistas acreditavam que as proteínas, com seus 20 aminoácidos variados, eram os portadores da informação genética. Em uma tentativa de desenvolver uma vacina para uma pneumonia induzida por bactérias, Frederick Griffith foi o primeiro a descrever o processo de transformação genética por acidente em 1928. Griffith pegou uma cepa virulenta de bactéria (de aparência lisa) que causou pneumonia e as injetou em camundongos . Isso resultaria na morte dos ratos. Ele também observou que a injeção de uma bactéria áspera não causava nenhuma doença. Depois de matar as bactérias lisas pelo calor, ele descobriu que as bactérias vivas da cepa virulenta eram necessárias para que a doença progredisse. Finalmente, ele observou que injetar bactérias virulentas mortas pelo calor com bactérias vivas da cepa não virulenta resultou em pneumonia e morte nos camundongos. A partir deste experimento, um agente transformador com a capacidade de transmitir uma característica foi encontrada dentro do conteúdo dessas células mortas. Mas ninguém sabia que esse agente era DNA naquele momento.


Material genético de ácido desoxirribonucléico (DNA)

Os ácidos nucléicos nos organismos vivos são de dois tipos. Eles são o ácido desoxirribonucléico e o ácido ribonucléico. O DNA é o material genético de quase todos os organismos vivos, exceto alguns vírus. Nos vírus de RNA, o RNA é o material genético de uma célula. O RNA carrega a informação genética, portanto, funciona como um mensageiro. Ele também funciona como um adaptador que coleta aminoácidos. Às vezes, também carrega moléculas catalíticas.

Os desoxirribonucleotídeos constituem o DNA do material genético. É de natureza ácida e está presente no núcleo da célula. Mischer identificou a célula de DNA ou DNA em 1869 e deu-lhe o nome de nucleína. Depois disso, Altmann descobriu que eles são ácidos por natureza, portanto, ele os chamou de ácidos nucléicos. O número de ácidos nucléicos ajuda a definir o comprimento do DNA. Esses ácidos nucléicos são conhecidos como pares de bases. É uma característica de um organismo. Aprenderemos sobre a localização do DNA na célula, o que é material genético e muito mais sobre o DNA.

Estrutura da Cadeia Polinucleotídica

O DNA como material genético é encontrado em organismos vivos. O nucleotídeo é a unidade básica do DNA. Os nucleotídeos são compostos por três unidades que são uma base nitrogenada, um açúcar pentose e um grupo fosfato. O açúcar pentose é desoxirribose por natureza. Dois tipos de bases nitrogenadas estão presentes. Eles são:

Purinas: são de natureza heterocíclica. Eles têm uma estrutura de anel duplo. O anel duplo tem 9 membros por natureza. O nitrogênio está presente nas posições 1,3,7 e 9. Exemplos de purinas são Adenina e Guanina.

Pirimidinas: Também é de natureza heterocíclica. É uma estrutura em anel de 6 membros. É uma estrutura de anel único. O nitrogênio está presente nas posições 1 e 3. Citosina, timina e uracila são pirimidinas. Tanto no DNA quanto no RNA, a citosina é comum, enquanto a timina está presente no DNA e o uracil está presente no RNA no lugar da timina.

A ligação polinucleotídica mostra dois tipos de ligações, elas são ligação N-glicosídica e ligação Fosfodiéster. Na ligação N-glicosídica, a base nitrogenada é ligada ao açúcar pentose com a ajuda de uma ligação N-glicosídica que então forma o nucleosídeo. Na ligação fosfodiéster, o grupo fosfato está ligado ao 5'-OH do nucleosídeo. Isso ocorre com a ajuda da ligação de fosfodiéster. Com isso, um nucleotídeo é formado. O polímero que é formado por este tem uma fração de fosfato livre na extremidade 5 'do açúcar. Da mesma forma, a outra extremidade tem uma extremidade livre 3'-OH. Açúcares e fosfatos formam a espinha dorsal da cadeia polinucleotídica. A espinha dorsal é formada pela base nitrogenada que está ligada à metade do açúcar.

Derivação da Estrutura do DNA

Surge a questão de que "DNA é encontrado em que parte da célula?" O DNA como material genético é encontrado no núcleo da célula. Dois métodos foram seguidos para a derivação da estrutura do DNA. Eles são:

Cristalografia de raios-X: Wilkins e Franklin fizeram esses estudos. Foi obtido a partir de uma difração X muito fina do DNA. A partir desses estudos, eles sugeriram que a estrutura do DNA é uma espécie de hélice. Mas eles não foram capazes de produzir um modelo definitivo para o DNA.

Regra de Erwin Chargaff: Os estudos foram feitos com base na composição de base do DNA. Algumas generalizações sobre o DNA de fita dupla foram apresentadas. As purinas e as pirimidinas são produzidas em quantidades iguais. A adenina purina é equimolar à timina pirimidina.

Modelo Watson-Crick

O modelo de dupla hélice, que é o modelo mais famoso de DNA, foi proposto por Watson e Crick. A principal coisa sobre o modelo deles era o emparelhamento de bases que está presente entre as duas fitas do DNA polinucleotídico. Este emparelhamento de bases é uma propriedade única das cadeias polinucleotídicas. Os pares de bases são complementares entre si. Isso significa que, se conhecermos o par de bases de uma fita, também podemos formular o par de bases da outra fita.

A adenina está sempre presente complementar à timina e a guanina está sempre presente complementar à citosina. As duas cadeias do DNA estão sempre presentes ou funcionam em um padrão antiparalelo entre si. O emparelhamento entre as duas fitas é feito com a ajuda de ligações de hidrogênio. Devido a isso, uma purina sempre vem em oposição à pirimidina. Devido a isso, há sempre uma distância uniforme entre os dois fios. A corrente helicoidal é torcida para a mão direita.

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Funções do DNA

As funções do DNA do material genético são:

Ele carrega informações hereditárias ou funciona como uma ferramenta para transportar o material genético para transportar a informação genética.

Ajuda na realização das variações que ocorrem no momento da meiose.

É útil na técnica de impressão digital de DNA.

As mutações repentinas estão presentes no DNA.

Eles ajudam no controle das mutações.

O processo de replicação do DNA é realizado com a ajuda do DNA.

Embalagem de DNA Helix

Os procariotos não têm um núcleo definido, mas ainda assim, seu DNA não está presente de forma espalhada na célula. É encontrado no citoplasma e está presente no estágio superenrolado. Proteínas básicas sem histonas ajudam a manter as espirais. As proteínas poliaminas têm carga positiva e isso ajuda na manutenção das bobinas. Nucleóide é o nome dado à estrutura superenrolada. Em eucariotos, o enrolamento é feito com a ajuda de proteínas histonas carregadas positivamente. Essas proteínas histonas são ricas em resíduos de aminoácidos básicos. Os resíduos de aminoácidos básicos são lisinas e argininas. Nele estão presentes cinco tipos de proteínas, das quais quatro estão presentes aos pares e formam estruturas octâmeras. Dois tipos de cromatina estão presentes:

Heterocromatina: Esta região é escura na natureza. O material da cromatina nele é densamente compactado. Isso é inativo transcricionalmente.

Eucromatina: esta região é levemente manchada na natureza. É transcricionalmente ativo e tem cromatina fracamente embalada.


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Artigos de revistas científicas para leitura posterior

Maston GA, Evans SK, Green MR. Elementos reguladores da transcrição no genoma humano. Annu Rev Genomics Hum Genet. 20067: 29-59. Análise. PubMed: 16719718.

Consórcio do Projeto ENCODE. Uma enciclopédia integrada de elementos de DNA no genoma humano. Natureza. Setembro de 2012 6489 (7414): 57-74. doi: 10.1038 / nature11247. PubMed: 22955616 Texto completo gratuito disponível no PubMed Central: PMC3439153.

Plank JL, função de Dean A. Enhancer: as percepções mecanicistas e de todo o genoma vêm juntas. Mol Cell. 355 (1): 5-14 de julho de 2014. doi: 10.1016 / j.molcel.2014.06.015. Análise. PubMed: 24996062.


Folha de trabalho da lição: DNA como material genético Biologia

Nesta planilha, praticaremos resumir as evidências, com base em investigações científicas, de que o DNA é o material genético das células.

Antes de se estabelecer que o DNA era o material genético, qual molécula biológica comumente carregava a informação genética?

O experimento de Griffith demonstrou que o material genético pode ser passado entre as células de diferentes cepas de bactérias. Que prazo é dado agora a este processo?

  • Uma comunicação bacteriana
  • Síntese bacteriana B
  • C replicação bacteriana
  • D alteração bacteriana
  • E transformação bacteriana

Qual das alternativas a seguir é correta sobre as células somáticas (células do corpo) de um organismo e os gametas (células sexuais) que o organismo produz?

  • O material genético de uma célula somática é o DNA, enquanto o material genético de um gameta é o RNA.
  • Os gametas B contêm cerca de

O diagrama fornecido mostra um esboço básico do experimento conduzido por Avery e seus colegas. As células S virulentas foram mortas por altas temperaturas e divididas em três amostras. Uma enzima diferente foi adicionada a cada amostra e, em seguida, a solução foi misturada com células R vivas, mas não virulentas.

Em qual experimento haveria transformação bacteriana não ocorrer?

  • A RNase e a DNase quebraram o RNA e o DNA nas células, ambos necessários para transformar as bactérias.
  • A protease B decompõe as proteínas, que são o material responsável pela transformação bacteriana.
  • C RNase e protease quebraram o RNA e a proteína nas células, ambos necessários para transformar as bactérias.
  • A D DNase decompôs o DNA, que é o material responsável pela transformação bacteriana.
  • E RNase quebrou o RNA, que é o material responsável pela transformação bacteriana.

O diagrama fornecido mostra uma versão modificada do experimento conduzido por Avery e seus colegas. As células S virulentas foram mortas por altas temperaturas e divididas em três amostras. Uma enzima diferente foi adicionada a cada amostra e, em seguida, a solução foi misturada com células R vivas, mas não virulentas.

Suponha que camundongos injetados com células R que passaram por transformação bacteriana com sucesso morrerão. Em qual desses três experimentos os ratos morrerão?

O diagrama fornecido mostra um esboço básico do experimento de Griffith na transformação bacteriana. Ele determinou que havia duas cepas da bactéria que causam pneumonia, uma cepa lisa (virulenta) e uma cepa áspera (não-virulenta). Ele injetou amostras de camundongos com diferentes formas dessas cepas, conforme descrito no diagrama.

Qual das seguintes foi não determinado pelo experimento de Griffith?

  • O material que está sendo passado entre as cepas de bactérias era o DNA.
  • B A cepa de bactérias suaves mortas pelo calor não mataria um camundongo injetado com ela.
  • C O material genético pode ser passado das células da cepa lisa morta pelo calor para as células da cepa bruta.
  • D As células da cepa de bactéria rugosa podem ser alteradas para se tornarem virulentas.

O diagrama fornecido mostra um esboço básico do experimento de Griffith na transformação bacteriana. Ele determinou que havia duas cepas da bactéria que causam pneumonia: uma cepa lisa (virulenta) e uma cepa áspera (não-virulenta). Ele injetou amostras de camundongos com diferentes formas dessas cepas, conforme descrito no diagrama.

O que Griffith concluiu que havia acontecido entre as cepas de bactérias no experimento 4?

  • A As células da cepa S morta pelo calor foram regeneradas e foram capazes de infectar o camundongo.
  • As organelas B-chave foram transferidas das células da cepa R não virulenta para as células da cepa S virulenta.
  • C O material genético foi transferido das células da cepa S virulenta para as células da cepa R não virulenta.
  • D As células das cepas bacterianas não foram afetadas, mas o camundongo morreu de causas naturais.

O diagrama fornecido mostra um esboço básico do experimento de Griffith na transformação bacteriana. Ele determinou que havia duas cepas da bactéria que causam pneumonia: uma cepa lisa (virulenta) e uma cepa áspera (não-virulenta). Ele injetou amostras de camundongos com diferentes formas dessas cepas, conforme descrito no diagrama.

O que acontecerá com o mouse no experimento 4?

Qual das afirmações a seguir é verdadeira sobre a quantidade de material genético nas células humanas?

  • A quantidade de material genético nas células reprodutivas é o dobro das células somáticas.
  • B A quantidade de material genético nas células somáticas é três vezes maior que nas células reprodutivas.
  • C A quantidade de material genético é a mesma em todas as células.
  • DA quantidade de material genético nas células somáticas é o dobro das células reprodutivas.

Qual dessas enzimas é capaz de hidrolisar o DNA?

  • Uma enzima transcriptase
  • Enzima desoxirribonuclease B
  • Enzima polimerase C
  • Enzima D ligase

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  • delinear evidências de que o DNA é o material genético em organismos vivos, incluindo a transformação bacteriana e a quantidade de DNA nas células do corpo (somáticas) em comparação com as células sexuais (gametas),
  • resumir os experimentos realizados por Griffith, Avery e Hershey e Chase e suas conclusões.

Antes de se estabelecer que o DNA era o material genético, qual molécula biológica comumente carregava a informação genética?

O experimento de Griffith demonstrou que o material genético pode ser passado entre as células de diferentes cepas de bactérias. Que prazo é dado agora a este processo?

Qual das alternativas a seguir é correta sobre as células somáticas (células do corpo) de um organismo e os gametas (células sexuais) que o organismo produz?


O que você aprenderá:

Frederick Griffith em 1928 conduziu experimentos com Streptococcus pneumoniae, que causa pneumonia. Ele pegou duas cepas da bactéria, cepa R (não virulenta e a colônia formada tem aparência rugosa) e cepa S (virulenta e a colônia formada tem aparência lisa). A cepa não virulenta não causa nenhuma doença e a cepa virulenta causa uma doença. Ele primeiro matou a bactéria da cepa S usando alta temperatura (morta pelo calor) e então injetou em camundongos e viu que eles eram capazes de sobreviver. No segundo camundongo, ele injetou a cepa R, os camundongos ainda sobreviveram porque a cepa R já é não virulenta. Griffith então combinou a cepa R com a bactéria da cepa S morta pelo calor e a injetou nos camundongos, e os camundongos morreram. Ele isolou a cepa S viva da bactéria de amostras de sangue de camundongos mortos. Ele concluiu que a cepa R tem "algo" que transformou a cepa S morta pelo calor em uma forma virulenta novamente (princípio de transformação). Pode ser qualquer proteína, DNA ou RNA.


1.2: DNA é o material genético - Biologia

Unidade três. A Continuidade da Vida

Os Experimentos Avery

O agente responsável pela transformação do Streptococcus permaneceu desconhecido até 1944. Em uma série clássica de experimentos, Oswald Avery e seus colegas de trabalho Colin MacLeod e Maclyn McCarty caracterizaram o que chamam de "princípio transformador". Avery e seus colegas prepararam a mesma mistura de Streptococcus S morto e Streptococcus R vivo que Griffith havia usado, mas primeiro eles removeram o máximo de proteína que puderam de sua preparação de Streptococcus S morto, finalmente alcançando 99,98% de pureza. Apesar da remoção de quase todas as proteínas do Streptococcus S morto, a atividade de transformação não foi reduzida. Além disso, as propriedades do princípio de transformação se assemelhavam às do DNA de várias maneiras:

A mesma química do DNA. Quando o princípio purificado foi analisado quimicamente, o conjunto de elementos concordou intimamente com o DNA.

O mesmo comportamento do DNA. Em uma ultracentrífuga, o princípio transformador migrou como o DNA na eletroforese e outros procedimentos químicos e físicos, ele também agiu como o DNA.

Não é afetado pela extração de lipídios e proteínas. Extrair o lipídio e a proteína do princípio de transformação purificado não reduziu sua atividade.

Não destruído por enzimas de digestão de proteínas ou RNA. As enzimas de digestão de proteínas não afetaram a atividade do princípio, nem as enzimas de digestão de RNA.

Destruído por enzimas de digestão de DNA. A enzima de digestão do DNA destruiu toda a atividade de transformação.

A evidência foi esmagadora. Eles concluíram que “um ácido nucléico do tipo desoxirribose é a unidade fundamental do princípio de transformação do Pneumococo Tipo III” - em essência, que o DNA é o material hereditário.

O experimento Hershey-Chase

O resultado de Avery não foi amplamente apreciado no início porque a maioria dos biólogos ainda preferia pensar que os genes eram feitos de proteínas. Em 1952, no entanto, um experimento simples realizado por Alfred Hershey e Martha Chase era impossível de ignorar. A equipe estudou os genes de vírus que infectam bactérias. Esses vírus se fixam à superfície das células bacterianas e injetam seus genes no interior, uma vez dentro, os genes assumem o controle da maquinaria genética da célula e ordenam a fabricação de centenas de novos vírus. Quando maduros, os vírus descendentes explodem para infectar outras células. Esses vírus que infectam bactérias têm uma estrutura muito simples: um núcleo de DNA rodeado por uma camada de proteína.

Neste experimento, mostrado na figura 11.2, Hershey e Chase usaram isótopos radioativos para “rotular” o DNA e a proteína dos vírus. Moléculas marcadas radioativamente são indicadas em vermelho na figura. Na preparação à direita, os vírus foram cultivados de forma que seu DNA contivesse fósforo radioativo (32 P) em outra preparação, no lado esquerdo da figura, os vírus foram cultivados de forma que seus revestimentos protéicos contivessem enxofre radioativo (35 S) . Depois que os vírus marcados infectaram as bactérias, Hershey e Chase sacudiram as suspensões com força para desalojar os vírus atacantes da superfície das bactérias, usaram uma centrífuga giratória rápida para isolar as bactérias e, em seguida, fizeram uma pergunta muito simples: O que os vírus injetaram nas células bacterianas, proteínas ou DNA? Eles descobriram que as células bacterianas infectadas por vírus contendo o marcador 32 P tinham marcador marcado em seu interior, células infectadas por vírus contendo o marcador marcado com 35 S, não. A conclusão foi clara: os genes que os vírus usam para especificar novos vírus são feitos de DNA e não de proteína.

Figura 11.2. O experimento Hershey-Chase.

O experimento que convenceu a maioria dos biólogos de que o DNA é o material genético foi realizado logo após a Segunda Guerra Mundial, quando os isótopos radioativos estavam se tornando comumente disponíveis para os pesquisadores. Hershey e Chase usaram diferentes rótulos radioativos para "marcar" e rastrear proteínas e DNA. Eles descobriram que, quando os vírus bacterianos inseriam seus genes nas bactérias para orientar a produção de novos vírus, a radioatividade do 35 S não entrava nas células bacterianas infectadas e a radioatividade do 32 P, sim. É evidente que o DNA do vírus, e não a proteína do vírus, foi responsável por direcionar a produção de novos vírus.

Resultado-chave de aprendizagem 11.2. Vários experimentos importantes demonstraram conclusivamente que o DNA, e não a proteína, é o material hereditário.