Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
Wprowadzeniedobiologiimolekularnej
7
nych.WdodatkunadaldośćpopularnyiuznawanybyłmodeltetranukleotydowejbudowyDNA,któryzapropo-
nowałPhoebusLevene.Najegopodstawieuważano,żeDNAjestzbytprostozbudowanącząsteczką,bykierować
rozwojemroślinizwierząt.NiestetyGriffithniedoczekałwyjaśnieniaswoichobserwacji.Zginąłodbomby
wLondyniewczasieIIwojnyświatowej,poodmówieniuopuszczenialaboratoriumwczasienalotu.
Pomysłowośćwpodejściueksperymentalnym
doprowadzadosformułowaniahipotezyjedengen–jedenenzym
PionierskiebadaniaprzeprowadzilirównieżGeorgeBeadleiEdwardL.Tatumw1941r.Bylitopierwsinaukowcy,
którzyprzedstawilipowiązaniemiędzygenemiokreślonymetapemszlakumetabolicznego.Ichpodejściebyłono-
watorskie.Zamiastpróbowaćwyjaśniaćchemicznepodstawyróżnicgenetycznych,praceswojezaczęlioddrugie-
gokońca,czyliodwyselekcjonowaniamutantówgrzybówpleśniowychNeurosporacrassa,wktórychbadanereakcje
chemiczneniezachodziły(ryc.1.5).
WnormalnychwarunkachNeurosporamożerosnąćnaokreślonejpożywceminimalnej,zawierającejcukier,pew-
nekwasynieorganiczneisole,źródłoazotuiniacynę(witaminęB
3).BeadleiTatumwywoływalimutacjewkomór-
kachgrzybów,stosującpromienieXiizolującmutantywymagająceobecnościwpożywcespecyficznychskładni-
kówdodatkowych(mutantyauksotroficzne).Wkażdymzotrzymanychmutantówpewienetapszlakumetabolicz-
nego,prowadzącegodosyntezyspecyficznegoskładnika,byłzablokowany.Cowięcej,zauważylionizależnośćDje-
dennajeden”wrelacjimutacjagenetycznaibrakokreślonegoenzymu,niezbędnegowdanymszlakumetabolicz-
nym.PierwszawyjaśnionaprzezBeadle’aiTatumaścieżkametabolicznadotyczyłaprzekształceniatryptofanu
przezkinureninęikwas3-hydroksyantranilowydoniacyny.Napodstawieswoichwynikówsformułowalihipote-
zęDjedengen-jedenenzym”.
HipotezaBeadle’aiTatumazostałanastępnieniecoskorygowanaiprzedstawianazwyklejakoDjedengen-jeden
polipeptyd”.Zpewnymiuaktualnieniami,biorącpoduwagęfunkcjonalnecząsteczkiRNA,hipotezatajestnadal
prawdziwa.Cojednakważniejsze,zapoczątkowaneprzezBeadle’aiTatumabadanianadmutacjamistałysięsiłąna-
pędowągenetykiinowoczesnejbiologiimolekularnej.
Wagapostęputechnologicznego:doświadczenieHersheya–Chase
WażnymwydarzeniemwhistoriibadańnadDNAbyładostępnośćimożliwośćwykorzystaniaradioizotopówwe
wczesnychlatachpoIIwojnieświatowej.Radioizotopypozwoliływ1952r.AlfredowiHersheyowiiMarcieCha-
sewykonaćklasycznejużdziśdoświadczenie,wktórympokazali,żemateriałemgenetycznymwirusainfekujące-
gobakterię,bakteriofagaT2(tłumaczącdosłownieDpożeraczabakterii”),jestDNA(ryc.1.6).
Wiadomobyło,żeDNAbakteriofagaT2(wskróciefagaT2)jestupakowanywpłaszczbiałkowy.ZatemHershey
iChasezaprojektowalidoświadczenie,abyustalić,czybiałko,czyteżDNAjestnośnikieminformacjigenetycznej
potrzebnejdoDwyprodukowania”nowegopokoleniafagów.NajpierwwyznakowaliosobnoDNAfaga,stosując
radioizotopfosforu32P,ibiałkafagowe,wykorzystująctymrazemizotopsiarki35S.DNAzawierafosfor,lecznie
zawierasiarki.Natomiastbiałkazawierająniecosiarki(pochodzącejzaminokwasówmetioninyicysteiny),alenie
zawierająfosforu.Następnieinkubowalibakterie(Escherichiacoli)zwyznakowanymifagami.Wczasieinfekcjifag
przyłączasiędobakteriiiwstrzykujeswójDNA.WtymmomencieHersheyiChasenapotkaligłównyproblem:
niebyliwstanieoderwaćpustejotoczkifagowejodścianykomórkibakteryjnejpowstrzyknięciuDNAbakterio-
fagowego.Beztegoetapuniemogliukończyćdoświadczenia.Wmomencienatchnienia,amożewakciedespera-
cji,postanowiliwykorzystaćwchodzącywłaśnienarynekhandlowymikserkuchennyistwierdzili,żemogązjego
użyciemoddzielićpusteotoczkifagoweodbakterii.FredWaring,popularnyliderzespołumuzycznego,finanso-
wałpowstaniemiksera,którynosijegoimię(ang.Waringblender).Omówioneposunięcieeksperymentalnepo-
zwoliłousunąćpustąotoczkęfagową,wyznakowaną35S,ponieważbiałkafaganieprzechodząprzezścianękomór-
kowąbakterii,natomiastpozostawiłowyznakowany32PDNAfagawewnątrzbakterii.Pozsyntetyzowaniuskłado-
wychfaga,napodstawieinformacjigenetycznejzawartejwjegoDNA,ipouformowaniucząstkiwirusadochodzi
dolizybakterii.Wyizolowanecząstkipokoleniapotomnegofagazawierałytylko32P,udowadniając,żecałainfor-
macjapotrzebnadozbudowanianowychcząstekwirusowychbyłazawartawDNAwstrzykniętymdobakterii.
Odkrycietouzmysłowiłorównieżbadaczom,żeDNAjestmateriałemgenetycznymwystępującymwinnych
układachniżbakteryjny,atozkoleisugerowało,żeDNAmożebyćuniwersalnymmateriałemdziedzicznym.Na-
