DNA: Genetik Bir Malzeme Olarak DNA Desteğinde 2 Kanıt

Genetik materyal olan DNA'yı destekleyen çeşitli dolaylı ve doğrudan kanıtlar aşağıdaki gibidir:

Dolaylı Kanıtlar:

1. Her hücre, morfolojisini, fizyolojisini ve kalıtımını kontrol eden çekirdek içerir.

Resim Nezaket: writersforensicsblog.files.wordpress.com/2013/01/dna-pipettes-up-close.jpg

2. Friedrich Miescher (1869) ve sonraki işçiler tarafından tespit edildiği gibi, çekirdek deoksiriboz nükleik asidine sahiptir. Bu nedenle DNA tüm hücrelerde ortaya çıkar.

3. DNA replikasyon yeteneğine sahiptir. DNA kopyaları orijinal DNA'ya benzer.

4. DNA, hücre bölünmesinden önce çoğalır ve eşit bir şekilde yan hücrelere dağılır.

5. DNA, hücre yapısını ve hücre fonksiyonlarını transkripsiyon ve çeviri yoluyla kontrol etme yeteneğine sahiptir.

6. Metabolik ihtiyacına göre DNA'nın kısımları bastırılabilir veya bastırılabilir.

7. DNA, nükleotit tipindeki, sekansındaki ve uzunluğundaki değişikliklerden dolayı sonsuz çeşitlilik gösterebilir.

8. DNA bir tamir sistemine sahiptir.

9. DNA segmentlerinin veya genlerinin farklı aktivasyonu, hücre farklılaşması, doku oluşumu, organ oluşumu ve çok hücreli bir vücudun çeşitli bileşenlerinin üretimi ile sonuçlanır.

10. Gelişim için dahili bir saate sahiptir.

11. DNA miktarı normalde bir organizmanın tüm hücrelerinde aynıdır. Bununla birlikte, hücre döngüsü ve yaşam döngüsü sırasında bir kez değişir. Kromozomlar karbon kopyalarını oluşturmak için çoğaldıklarında DNA düzeyi fazlar arası (S-fazı) iki katına çıkar. Kromozom sayısı da yarıya düşürüldüğünde mayozda yarıya düşer.

12. DNA tarafından absorbe edilen yüksek enerjili ışınların (örn. Ultraviyole) dalga boyları aynı zamanda maksimum sayıda mutasyona veya ani fakat kalıcı kalıtımsal değişimlere neden olan dalga boylarıdır.

13. Yeniden düzenlenmesi, nükleotidlerin eklenmesi veya silinmesi yoluyla DNA'nın kimyasal veya lineer yapısının değişmesi, yeni hücrelere iletilen ve hücrelerin değişen metabolizmasıyla ortaya çıkan mutasyonlara yol açar.

Doğrudan Kanıtlar:

(a) Dönüşüm (Griffith'in Deneyi):

Ölü akrabalarının kalıntılarında bulunan genleri alarak organizmanın genetik yapısındaki değişimdir. Transformasyon ilk olarak 1928'de bir İngiliz doktor SE Griffith tarafından çalışılmıştır. Diplococcus veya Pneumococcus pneumonia olarak da bilinen farklı bakteri Streptococcus pneumonia suşlarının patojenliğini araştırıyordu. Bakteri iki suşa sahiptir - virülent ve virülent olmayan.

Virülan suş pnömoniye neden olur. Bakterileri S tipi olarak bilinir, çünkü uygun besiyerinde büyüdüklerinde pürüzsüz koloniler oluştururlar. Bu diplokoklar, etraflarındaki müsilaj (polisakkarit) bir kılıfla kaplıdır. Kılıf sadece toksijenikliğin nedeni değildir, aynı zamanda bakterileri konağın fagositlerinden de korur. Virülent olmayan bakteri hastalığı oluşturmaz. Düzensiz veya kaba koloniler oluştururlar. Bu diplokoklar müsilaj kılıfından yoksundur.

Virülent olmayan bakteriler bu nedenle kaba veya R tipi olarak adlandırılır. Griffith, canlı R II tipi ve canlı S IH tipi bakteri farelere ayrı ayrı enjekte edilerek iki Pneumococcus suşunun virülansını test etti. S tipi bakteriler zatürreye ve daha sonra farelerde ölüme neden olurken R tipi bakterilerin herhangi bir hastalık yaratmadığını buldu (Tablo 6.1).

Bununla birlikte, öldürülen ısı (82 ° C-90 ° C'de) S-tipi bakteriler hastalığın herhangi bir semptomunu vermedi. Sonunda Griffith, canlı R tipi ve ısıyla öldürülmüş S tipi bakteri kombinasyonuna farelere enjekte etti. Bu bakterilerin hiçbiri, tek başına bulunduğunda zararlı değildir. İkisinin karışımı ile enjekte edildiğinde bazı fareler hayatta kalırken diğerleri zatürree hastalığını geliştirmiş ve ölmüştür (Şekil 6.1).

Ölü farelerin otopsisi, farelere ölü virülan ve canlı virülan olmayan bakteri enjekte edilmesine rağmen, yaşam tarzında hem bakteri tiplerini (virülan S tipi ve virülan olmayan R tipi) sahip olduklarını gösterdi.

Canlı S tipi virülent bakteri oluşumu ancak virülans özelliğini ölü bakterilerden alan R tipi virülent olmayan bakterilerden oluşmasıyla mümkündür. Fenomen Griffith etkisi veya dönüşüm denir. Griffith, “dönüşüm prensibi” nin ısıyla öldürülmüş bakteriler tarafından salınan kimyasal bir madde olduğunu öne sürdü. R-bakterilerini S-bakterisine çevirdi. Yeni S tipi bakteri yalnızca S tipi soyu oluşturduğu için kalıcı bir genetik değişiklikti.

Bununla birlikte, Griffith'in çalışması kanıtlayamadı (a) Bazı önemli kimyasallar sağlayarak, farelerin transformasyon için gerekli olup olmadığını, (b) Virülansın karakteri, S tipi bakteri polisakkaritinin müsilaj, protein veya DNA herhangi bir bileşenine ait olabilir. .

Kısa süre sonra ölü S tipi bakteri içeren kültür ortamı virülans dışı bakterilerde virülans karakterini uyarabildiğinden, transformasyon için farelerin gerekli olmadığı bulundu.

Tablo 6.1. Griffith'in deneylerinin özeti

Dönüşüm İlkesinin Biyokimyasal Karakterizasyonu:

1944'te Avery, MacLeod ve McCarty ısıya bağlı S tipi bakterileri biyo-kimyasalları üç bileşene (DNA, karbonhidrat ve protein) arındırdılar. DNA fraksiyonu iki kısma ayrılmıştır: biri deoksiribonükleaz veya DNaz ve diğeri olmadan. Dört bileşen daha sonra R tipi bakteri içeren ayrı kültür tüplerine eklenmiştir (Şek.6.2). Kültür tüpleri bir süre bozulmadan kalmasına izin verildi. Daha sonra bakteri popülasyonu için analiz edildi.

Sadece S tipindeki DNA, R tipindeki bakterileri S tipine göre değiştirebilir. Bu nedenle virülansın karakteri veya geni DNA'da bulunur. Diğer karakterlerin genleri de benzer şekilde bu kimyasalda bulunur. Böylece miras alınması gereken kimyasalın DNA olduğunu ve kalıtımın kimyasal ya da moleküler temelini oluşturduğunu kanıtladılar. Bu deney ayrıca DNA'nın bir hücreden çıkarılabileceğini ve başka bir hücreye geçirilebileceğini doğruladı. Bununla birlikte, tüm biyologlar Avery ve arkadaşlarının deneysel yaklaşımı ile ikna olmamışlardır.

(b) Bakteriyofaj Çarpımı (Transduction):

Bakteriyofajlar bakteriyel virüslerdir. T2, insan bağırsağında orantılı olarak bulunan bakteri olan Escherichia coli'yi enfekte eden bir bakteriyofajdır. Escherichia coli ayrıca kültür besiyerinde yetiştirilebilir. MS Hershey ve Martha Chase (1952), Escherichia coli'nin iki kültürünü yetiştirdi. Bir kültür, radyo-aktif kükürt, ³⁵ S ile sağlandı. Diğer kültür, radyoaktif fosfor, ³² P ile sağlandı.

Radyoaktif kükürt, amino asitler (sistein ve metiyonin) içeren kükürt içine katılır ve bu nedenle bakteriyel proteinlerin bir parçası haline gelir. Radyoaktif fosfor, nükleik asitleri, çoğunlukla DNA'yı oluşturan nükleotitlere dahil edilir. Bu nedenle, her iki kültürün bakterileri de etiketlendi (= sıcak).

Hershey ve Chase daha sonra her iki bakteri kültüründe bakteriyofaj T2'yi başlattı. Virüs çoğaldığı bakterilere girdi. Her iki durumda da viral progen test edildi. Bir tip radyoaktif protein ve diğer tip radyoaktif DNA ile etiketlendi (Şekil 6.3). Her bir bakteri türü normal veya etiketsiz bakteri içeren ayrı kültürlerde tanıtıldı.

Bir süre sonra, her iki kültür, bakteri yüzeyine yapışan boş faj kapsidlerini (veya hayaletleri) çıkarmak için 10000 rpm'de bir karıştırıcıda hafifçe çalkalandı. Kültür daha sonra santrifüj edildi.

Daha ağır (aynı zamanda enfekte olmuş) bakteri, pelet formuna yerleşti. Süpernatant, bakteri hücrelerine girmeyen daha hafif viral katlar içerir. Hem pelet hem de süpernatan analiz edildi. Etiketli proteinli fajın bakterileri etiketli hale getirmediği bulundu. Bunun yerine, radyo-aktivite sadece boş faj kapsidlerini veya hayaletleri içerdiği bulunan süpernatan ile sınırlandırılmıştır.

Radyoaktif DNA ile etiketli bakteriyofajın tanıtıldığı ikinci kültürde, çalkalamanın boş kapsid kaplamaları olan süpernatanda herhangi bir radyo-aktivite üretmediği bulundu. Bunun yerine, bakteriler, yalnızca fajın DNA'sının bakterilere girdiğini ispatladılar.

İki tip bakteriyofajın soyu tekrar radyo-aktivite açısından test edildi. Etiketli proteinli ebeveynlerden türetilen virüslerde radyoaktivite yoktu. DNA etiketli ebeveynlerden türetilen virüsler radyo-aktiviteye sahipti. Bu, genetik kimyasalın protein olduğunu, DNA olmadığını göstermektedir.