DNA-Transformation

Transformation im Bakterium

Griffith legte den Grundstein für das Kennzeichen von DNA als das genetische Material 1928 mit seinen Experimenten auf Transformation im Bakterium Pneumococcus, jetzt bekannt als Streptokokke pneumoniae. Der Wildtyp Organismus ist eine kugelförmige Zelle, die durch eine schleimige überzogene Kapsel umgeben wird. Die Zellen bilden die großen, glitzernden Kolonien, gekennzeichnet, wie glatt. Diese Zellen sind zum Verursachen der lebensgefährlichen Infektion nach Einspritzung in Mäuse virulentes fähiges. Eine bestimmte Variationbelastung von S. pneumoniae hat die Fähigkeit verloren, eine Kapsel zu bilden. Infolgedessen wächst sie als kleine, raue Kolonien. Wichtiger ist sie, da sie keinen schützenden Mantel hat, es wird versenkt durch die weißen Blutzellen des Hauptrechners avirulent, bevor sie genug sich stark vermehren kann, um jeden möglichen Schaden zu tun. Das Schlüsselfinden von Griffiths Arbeit war, dass Hitze-beendete virulente Kolonien von S.pneumoniae avirulent Zellen zu den virulenten umwandeln konnten. Weder konnten das Hitze-beendete virulente Bakterium noch die avirulent lebhaft eine lebensgefährliche Infektion selbst verursachen. Zusammen gleichwohl es tödlich waren. Irgendwie überschritt das virulente Merkmal von den toten Zellen zu den Phasen-, avirulent. Transformation war nicht vorübergehend; ihren Folgeprozeßen die Fähigkeit, eine Kapsel zu bilden und die Hauptrechnertiere folglich zu beenden, einmal konferiert nach dem avirulent Bakterium, wurde als vererbliches Merkmal geführt. Das heißt, wurde das Gen für Giftigkeit, verfehlend in den avirulent Zellen, irgendwie während der Transformation gewonnen. Dies hieß, dass die umwandelnsubstanz im Hitze-beendeten Bakterium vermutlich das Gen für Giftigkeit selbst war. Das fehlende Stück des Puzzlespiels war die chemische Beschaffenheit der umwandelnsubstanz.

Avery, MacLeod und McCarty lieferten das fehlende Stück 1944. Sie benutzten einen Transformationstest, der bis den ähnlich ist, den Griffith eingeführt hat. Zuerst löschten sie das Protein vom Auszug mit organischen Lösungsmitteln und fanden, dass der Auszug noch umwandelte. Zunächst unterwarfen sie ihn Verdauung mit verschiedenen Enzymen. Trypsin und Chymotrypsin, die Protein zerstören, hatten keinen Effekt auf Transformation. Keine taten Ribonuclease, die RNS vermindert. Diese Experimente strichen Protein oder RNS als das umwandelnmaterial durch. Einerseits fanden Avery und seine Mitarbeiter, dass die Enzymdesoxyribonuklease (DNAse), das DNA aufgliedert, die umwandelnfähigkeit des virulenten Zellenauszuges zerstörte. Diese Resultate schlugen vor, dass die umwandelnsubstanz tatsächlich DNA war. Direkte physikalisch-chemische Analyse unterstützte die Hypothese, dass die gereinigte umwandelnsubstanz DNA war. Die analytischen Hilfsmittel Avery und seine Kollegen, die verwendet wurden, waren, wie folgend:

Ultrazentrifugation: Sie spannen die umwandelnsubstanz in einer Ultrazentrifuge (eine sehr Hochgeschwindigkeitszentrifuge) um seine Größe zu schätzen. Das Material mit umwandelnaktivität sedimentierte schnell (schnell bewogen in Richtung zur Unterseite des Zentrifugegefäßes) und sehr schlug ein hohes Molekulargewicht vor, das von DNA charakteristisch ist.
Elektrophorese: Sie legten das umwandelnvertreter in ein elektrisches Feld, um zu sehen, wie sich schnell es bewog. Die umwandelnaktivität hatte eine verhältnismäßig hohe Mobilität, auch Eigenschaft von DNA wegen seiner hohen Ladung/Massenverhältnis.
Ultraviolette Absorptionsspektrofotometrie: Sie legten eine Lösung der umwandelnsubstanz in ein Spektrofotometer, um zu sehen, was ein bisschen UV-Licht absorbd am stärksten ist. Sein Absorptionsspektrum glich die DNA ab. Das heißt, hatte das Licht, das es aufsog, am stärksten eine Wellenlänge von ungefähr 260 Nanometer, im Gegensatz zu Protein, das maximal bei 280 Nanometer aufsaugt.
Grundlegende chemische Analyse: Dieses erbrachte ein durchschnittliches Verhältnis des Stickstoffes/Phosphor von 1.67, über, was man für DNA erwarten würde, die in beiden Elementen reich ist, aber, in beträchtlichem Ausmaß zu senken dass der Wert, der für Protein erwartet wurde, das im Stickstoff aber in den Armen im Phosphor reich ist. Sogar würde eine geringfügige Proteinverschmutzung das Verhältnis des Stickstoffes/Phosphor aufgeworfen haben.