DNA: 2 Evidence in Support of DNA of as Genetic Material

مختلف الأدلة المباشرة وغير المباشرة لدعم الحمض النووي كونها مادة جينية هي كما يلي:

الأدلة غير المباشرة:

1. كل خلية تحتوي على نواة تتحكم في مورفولوجيتها ووظائف الأعضاء والوراثة.

الصورة مجاملة: writersforensicsblog.files.wordpress.com/2013/01/dna-pipettes-up-close.jpg

2. كما اكتشف فريدريش ميشر (1869) والعمال اللاحقين ، تمتلك النواة حمض نووي من ديوكسيريبوز. الحمض النووي ، لذلك ، يحدث في جميع الخلايا.

3. الحمض النووي قادر على التكاثر. تشبه نسخ DNA DNA الأصلي.

4. الحمض النووي ينسخ قبل تقسيم الخلية ويتم توزيعه بشكل عادل في الخلايا البنت.

5. الحمض النووي قادر على التحكم في بنية الخلية ووظائف الخلية من خلال النسخ والترجمة.

6. أجزاء من الحمض النووي يمكن قمعها أو الاكتئاب وفقا لمتطلبات التمثيل الغذائي.

7. يمكن أن تظهر الحمض النووي اختلافات لا حصر لها بسبب التغيرات في نوع النوكليوتيد ، التسلسل والطول.

8. الحمض النووي لديه نظام للإصلاح.

9. التنشيط التفاضلي لقطاعات الحمض النووي أو الجينات يؤدي إلى تمايز الخلايا وتشكيل الأنسجة وتكوين الأعضاء وإنتاج مكونات مختلفة لجسم متعدد الخلايا.

10. لديها ساعة يحمل في ثناياه عوامل للتنمية.

11. كمية الحمض النووي هي نفسها عادة في جميع خلايا الكائن الحي. ومع ذلك ، فإنه يتغير مرة واحدة خلال دورة الخلية ودورة الحياة. يتضاعف مستوى الحمض النووي أثناء الطور البيني (المرحلة S) عند تكرار الكروموسومات لتشكيل نسخها الكربونية. ينخفض ​​إلى النصف في الانقسام الاختزالي عندما يتم تخفيض عدد الكروموسومات أيضا إلى النصف.

12. إن الأطوال الموجية للأشعة عالية الطاقة (مثل الأشعة فوق البنفسجية) التي يمتصها الحمض النووي هي أيضا تلك الأطوال الموجية التي تؤدي إلى أقصى عدد من الطفرات أو تغيرات وراثية مفاجئة ولكن دائمة.

13. يؤدي تغيير التركيب الكيميائي أو الخطي للحمض النووي من خلال إعادة ترتيب أو إضافة أو حذف النوكليوتيدات إلى حدوث طفرات تنتقل إلى الخلايا البنتية وتتجلى من خلال عملية الأيض المتغيرة للخلايا.

الأدلة المباشرة:

(أ) التحول (تجربة جريفيث):

إنه التغيير في الدستور الجيني للكائن الحي عن طريق التقاط الجينات الموجودة في بقايا أقاربها الميتين. تمت دراسة التحول لأول مرة من قبل طبيب بريطاني ، SE Griffith في عام 1928. كان يدرس إمراضية سلالات مختلفة من بكتريا Streptococcus ذات الرئة ، والمعروف أيضا باسم الالتهاب الرئوي Docococcus أو Pneumococcus. تحتوي البكتيريا على سلالتين - فاحشة وغير ضارة.

السلالة الخبيثة تسبب الالتهاب الرئوي. وتعرف بكتيرتها بأنها من النوع S لأنه عندما تنمو على وسط مناسب فإنها تشكل مستعمرات ناعمة. يتم تغطية هذه الدبلوماسيات بغلاف من الصمغ (السكاريد) حولهم. غمد ليس فقط سبب toxigenicity ولكن أيضا يحمي البكتيريا من البالعات للمضيف. النوع الغير ضار من البكتريا لا ينتج المرض. انهم شكل مستعمرات غير النظامية أو الخام. هذه الدبلوماسيات تخلو من غمد الهلام.

لذلك ، تسمى البكتيريا غير القاتلة الخام أو النوع R. اختبر جريفيث ضراوة سلالتين من المكورات الرئوية عن طريق حقن نوع R II الحي والبكتيريا الحية من النوع S IH بشكل منفصل في الفئران. ووجد أن البكتيريا من النوع R لا تنتج أي مرض في حين أن البكتيريا من النوع S تسبب الالتهاب الرئوي ثم الموت في الفئران (الجدول 6.1).

ومع ذلك ، قتل الحرارة (عند 82 درجة مئوية إلى 90 درجة مئوية) لم تنتج البكتيريا من النوع S أي عرض من أعراض المرض. أخيرا حقن غريفيث مزيجا من R-type الحية والحرارة قتل S- نوع البكتيريا في الفئران. أي من هذه البكتيريا ضارة عندما تكون موجودة وحدها. عندما حقنت مع خليط من اثنين نجا بعض الفئران بينما طور آخرون مرض الالتهاب الرئوي ومات (الشكل 6.1).

وأظهر تشريح الفئران الميتة أنهم يمتلكون كلا النوعين من البكتيريا (النوع S الخبيث ونوع R غير الخبيث) في الحالة المعيشية على الرغم من حقن الفئران ببكتيريا قاتلة غير فتاكة حية وغير حية.

لا يمكن حدوث بكتيريا حية من النوع S فقط إلا بتكوينها من بكتيريا غير ضارة من النوع R التي تلتقط صفة الفوعة من البكتيريا الميتة. تسمى هذه الظاهرة تأثير جريفيث أو التحول. اقترح جريفيث أن "مبدأ التحويل" هو مادة كيميائية تطلقها بكتيريا تقتل الحرارة. غيرت البكتيريا R إلى بكتريا S. كان تغيرًا جينيًا دائمًا لأن البكتيريا الجديدة من النوع S شكلت سلالة من النوع S فقط.

ومع ذلك ، فإن عمل غريفيث لم يثبت (أ) ما إذا كانت الفئران ضرورية للتحول من خلال توفير بعض المواد الكيميائية الهامة ، (ب) يمكن أن تنتمي شخصية الفوعة إلى أي مكون من عديد السكاريد البكتيري من النوع S من الصمغ أو البروتين أو الحمض النووي. .

سرعان ما وجد أن الفئران لم تكن مطلوبة للتحول حيث أن وسط المزرعة الذي يحتوي على بكتيريا من النوع S الميت يمكن أن يحفز طبيعة الفوعة في البكتيريا غير الخبيثة.

جدول 6.1. ملخص تجارب جريفيث

التوصيف البيوكيميائي لمبدأ التحويل:

في عام 1944 ، طهر أفيري وماكلاود وماكارتي المواد الكيميائية الحيوية من الحرارة التي قتلت البكتيريا من النوع S إلى ثلاثة مكونات - الحمض النووي والكربوهيدرات والبروتين. تم تقسيم جزء الحمض النووي أيضا إلى قسمين: واحد مع ديوكسي ريبونوكلياز أو دناز والآخر دون ذلك. ثم أضيفت المكونات الأربعة إلى أنابيب ثقافية منفصلة تحتوي على بكتيريا من النوع R (الشكل 6-2). سمح للأنابيب ثقافة البقاء دون عائق لبعض الوقت. ثم تم تحليلها للسكان البكتيري.

يمكن فقط DNA من النوع S تغيير نوع R من البكتيريا إلى S-type. ولذلك ، فإن شخصية أو جينة الفوعة تقع في الحمض النووي. وبالمثل فإن جينات الشخصيات الأخرى ستكون موجودة في هذه المادة الكيميائية. وهكذا أثبتوا أن المادة الكيميائية الموروثة هي DNA ، وتشكل الأساس الكيميائي أو الجزيئي للوراثة. كما أكدت هذه التجربة أن الحمض النووي يمكن استخلاصه من خلية وتمريره إلى خلية أخرى. ومع ذلك ، لم يقتنع جميع علماء الأحياء بالنهج التجريبي لـ Avery et al.

(ب) تكاثر البكتيريا (Transduction):

Bacteriophages هي فيروسات بكتيرية. T ₂ هي عبارة عن عاثية بكتيرية تصيب Escherichia coli ، وهي بكتيرية متضخمة في الأمعاء البشرية. يمكن أيضا أن تنمو Escherichia coli عبر مستنبت. نمت ميلادي هيرشي ومارثا تشيس (1952) ثقافتين من Escherichia coli. تم تزويد ثقافة واحدة بالكبريت النشط اللاسلكي ، ³⁵ S. تم تزويد الثقافة الأخرى بالفوسفور المشع ، ³² P.

يدخل الكبريت المشع في الكبريت الذي يحتوي على الأحماض الأمينية (السيستئين والميثيونين) ، وبالتالي يصبح جزءًا من البروتينات البكتيرية. يدخل الفوسفور المشع في النيكليوتيدات التي تشكل الأحماض النووية ، ومعظمها من الحمض النووي. لذلك ، أصبحت البكتيريا من كل من الثقافات المسمى (= حار).

ثم أدخلت هيرشي وتشايس البكتيريا T ₂ في كل من الثقافات البكتيرية. دخل الفيروس البكتيريا حيث تضاعف. تم اختبار السلالة الفيروسية في كلتا الحالتين. تم تصنيفه ، نوع واحد يحتوي على بروتين نشط إشعاعًا ونوعًا آخر من الحمض النووي المشع (الشكل 6.3). تم الآن إدخال كل نوع من أنواع البكتيريا في ثقافات منفصلة تحتوي على بكتيريا طبيعية أو غير مسجلة.

بعد مرور بعض الوقت تم اهتزاز كل من الثقافات بلطف في خلاط بسرعة 10000 دورة في الدقيقة لإزالة القبعات الفارغة (أو الأشباح) الملتصقة بسطح البكتريا. ثم تم طرد الثقافة بالطرد المركزي.

واستقرت البكتريا الثقيلة (المصابة كذلك) على شكل بيليه. يحتوي الطافي على معاطف فيروسية خفيفة لا تدخل الخلايا البكتيرية. تم تحليل كل من بيليه وطاف. وقد وجد أن البكتيريا بالبروتين المصنف لا تجعل البكتيريا مصنفة. وبدلاً من ذلك ، كان النشاط الإذاعي يقتصر على المادة الطافية التي وجد أنها تحتوي فقط على قبعات أو أشباح فج فجائية.

في الثقافة الثانية حيث تم إدخال البكتيريا المسمى مع الحمض النووي المشع ، وجد أن الهز لم ينتج أي نشاط راديوي في طاف يحتوي على معاطف قبعات فارغة. وبدلاً من ذلك ، أصبحت البكتيريا مصنفة على أنها تثبت أن الحمض النووي للفافة هو الوحيد الذي يدخل البكتيريا.

مرة أخرى تم اختبار ذرية نوعين من bacteriophages للنشاط اللاسلكي. كان النشاط الإشعاعي غائباً في الفيروسات المشتقة من الآباء الذين لديهم بروتين محدد. كانت الفيروسات المشتقة من الآباء والأمهات الذين يحملون وصف الحمض النووي تمتلك النشاط الراديوي. هذا يدل على أن المادة الكيميائية الوراثية هي الحمض النووي وليس البروتين.