Odpowiedzi

Najlepsza Odpowiedź!
  • Użytkownik Zadane
2010-04-10T18:05:55+02:00
1. DNA jako materialne podłoże dziedziczności.

1.1. DNA - kwas deoksyrybonukleinowy zawiera informacje o budowie białek. Białka pełnią w organizmie niezwykle ważne role: budulcową i enzymatyczną (są katalizatorami reakcji). Informacja o białkach jest więc informacją o tym jak są zbudowane komórki i jakie reakcje mogą przeprowadzać. Przed podziałem komórki powielają DNA i jest on przekazywany komórkom potomnym. DNA obecny w komórkach rozrodczych (gametach) odpowiada za przekazanie cech potomstwu. Te, oczywiste dziś, twierdzenia są wynikiem wielu lat pracy naukowców różnych dyscyplin - biologów, lekarzy, fizyków i chemików.

1.2. W 1869 roku szwajcarski naukowiec Friedrich Miescher zbadał skład chemiczny jądra komórkowego. Wyodrębnił i oczyścił substancję, którą nazwał nukleiną. Ustalił, że zawiera ona białko połączone z nieznaną substancją chemiczną, bogatą w fosfor. Miescher w oryginalny sposób zdobywał materiał do badań. Jądra komórkowe otrzymywał z białych ciałek krwi, które mają duże jądro i mało cytoplazmy. Miescher wpadł na pomysł, że źródłem białych ciałek krwi mogą być zużyte szpitalne bandaże, przesączone ropą.
W 1889 roku Richard Altmann rozdzielił nukleinę na białko i nieznany związek chemiczny, który nazwał kwasem nukleinowym.

1.3. W 1927 roku brytyjski lekarz Fred Griffith przeprowadził doświadczenie, w którym wykazał, że organizmy mogą przekazywać sobie pewne cechy. Griffith wstrzyknął myszom żywe bakterie należące do nieszkodliwego szczepu dwoinki zapalenia płuc razem z zabitymi bakteriami ze szczepu zjadliwego (wywołującego chorobę). Myszy zachorowały. Oznaczało to, że cecha zjadliwości została przekazana pomiędzy szczepami martwych i żywych bakterii. Co więcej: nabyta cecha utrzymywała się w kolejnych pokoleniach bakterii?
Rysunek nr 1.3. przedstawiający doświadczenia Griffitha

1.4. Doświadczenia Griffitha powtórzył kanadyjski lekarz Oswald Avery. Avery z zespołem współpracowników udowodnił, że to właśnie kwas deoksyrybonukleinowy jest odpowiedzialny za zmianę (transformację) bakterii. W 1943 roku Avery ogłosił wyniki swoich wieloletnich prac. Transformację bakterii udało się przeprowadzić in vitro, do hodowli niezjadliwych bakterii dodawano wyciąg z bakterii zjadliwych.
Rysunek nr 1.4. przedstawiający doświadczenia Avery'ego.

Komórki bakterii zjadliwych wytwarzają otoczkę z wielocukrów, bakterie niezjadliwe nie wytwarzają otoczki. Po transformacji wyciągiem z bakterii chorobotwórczych bakterie niezjadliwe zaczęły wytwarzać otoczki i stały się zjadliwe.
Avery poddawał wyciąg z bakterii zjadliwych działaniu różnych enzymów i sprawdzał, czy nadal zachowuje zdolność do transformowania. Enzymy trawiące białka (enzymy proteolityczne) nie zmieniły właściwości wyciągu - nadal następowała transformacja. Oznaczało to, że białka, wbrew temu co wówczas sądzono nie są czynnikiem transformującym, odpowiedzialnym za przekazanie informacji. Dopiero potraktowanie wyciągu enzymem rozkładającym DNA (deoksyrybonukleazą) zniszczyło zdolność do transformacji. W kolejnych doświadczeniach Avery'emu udało się wyizolować i oczyścić wielkocząsteczkowy DNA i wykazać, że tylko DNA może transformować bakterie. Był to pierwszy bezpośredni dowód na to, że DNA może zmienić informację genetyczną komórki.
Wyniki prac Avery'ego, ogłoszone podczas drugiej wojny światowej, nie wzbudziły dużego zainteresowania w świecie naukowym. Powszechnie uważano, że to białka, ze względu na swoją skomplikowaną strukturę i różnorodność są odpowiedzialne za przekazywanie informacji o różnorodnych formach życia.
Dopiero dziesięć lat później, w 1953 roku, James Watson i Francis Crick przedstawili model budowy DNA. Stało się wtedy jasne, że różnorodność może być zakodowana w DNA, który jest związkiem zbudowanym z "cegiełek"(nukleotydów). Kolejność ułożenia nukleotydów (sekwencja nukleotydów) w łańcuchu DNA jest informacją o budowie białka. W DNA występują tylko cztery rodzaje nukleotydów, jednak można z nich ułożyć mnóstwo różnych sekwencji, tak samo jak z kilkudziesięciu liter alfabetu można ułożyć nieskończenie wiele wyrazów.

1.5. W 1931 roku, równolegle do badań Griffitha nad transformacją bakterii, Hammerling wykonał doświadczenie, które wykazało, że jądro komórkowe odpowiada za przekazywanie cech dziedzicznych. Hammerling pracował nad jednokomórkową, kilkucentymetrową, morską zielenicą z rodzaju Acetabularia. Glon ten ma duże jądro komórkowe, które udało się przenieść z komórki do komórki. Acetabularia przypomina kształtem parasol. Hammerling przeprowadzał doświadczenia, w których rozcinał roślinę na dwie części. Górna część, pozbawiona jądra komórkowego, po odcięciu obumierała. Dolna część, z jądrem komórkowym, odtwarzała cały parasol. W kolejnych doświadczeniach Hammerling odcinał komórce "parasol", a z dolnej części usuwał jądro komórkowe i wprowadzał inne jądro z gatunku, który miał inny kształt parasola. Roślina odtwarzała parasol o kształcie charakterystycznym dla gatunku, z którego pochodziło jądro komórkowe. Oznaczało to, że właśnie jądro komórkowe, a nie cytoplazma, czy inne organella, zawiera informacje o budowie i rozwoju komórki.
Rysunek nr 1.5. przedstawiający doświadczenia Hammerlinga.
6 3 6