NộI Dung
Mặc dù ngày nay kiến thức phổ biến của nó là các đặc điểm được truyền từ cha mẹ sang con bởi DNA, nhưng điều đó không phải luôn luôn như vậy. Vào thế kỷ 19, các nhà khoa học không biết làm thế nào thông tin di truyền được kế thừa. Tuy nhiên, vào đầu thế kỷ 20 đến giữa thế kỷ 20, một loạt các thí nghiệm thông minh đã xác định DNA là phân tử mà sinh vật sử dụng để truyền thông tin di truyền.
Thí nghiệm của Griffiths
Đến đầu thế kỷ 20, các nhà khoa học biết thông tin di truyền được truyền từ cha mẹ sang con dưới dạng các đơn vị riêng biệt mà họ gọi là gen. Tuy nhiên, họ không biết thông tin này được lưu trữ và sử dụng bởi các quá trình sinh hóa tế bào.
Năm 1928, nhà khoa học người Anh Fred Griffiths đã tiêm cho chuột vi khuẩn Streptococcus pneumoniae loại IIIS, gây tử vong cho chuột và loại S. pneumoniae IIR, không gây chết người. Nếu vi khuẩn IIIS không bị tiêu diệt nhiệt, chuột sẽ chết; nếu chúng bị giết nhiệt, những con chuột sống.
Những gì xảy ra tiếp theo đã thay đổi lịch sử di truyền. Griffiths trộn lẫn vi khuẩn IIIS giết chết nhiệt và vi khuẩn IIR sống và tiêm chúng vào chuột. Trái với những gì anh mong đợi, những con chuột đã chết. Bằng cách nào đó, thông tin di truyền đã được chuyển từ vi khuẩn IIIS đã chết sang chủng IIR còn sống.
Thí nghiệm Avery
Làm việc với một số nhà khoa học khác, Oswald Avery muốn biết những gì đã được chuyển giao giữa vi khuẩn IIIS và IIR trong thí nghiệm của Griffiths. Anh ta lấy vi khuẩn IIIS giết nhiệt và phá vỡ chúng thành hỗn hợp protein, DNA và RNA. Tiếp theo, ông đã xử lý hỗn hợp này bằng một trong ba loại enzyme: những loại phá hủy protein, DNA hoặc RNA. Cuối cùng, anh lấy hỗn hợp thu được và ủ nó với vi khuẩn IIR sống. Khi RNA hoặc protein bị phá hủy, vi khuẩn IIR vẫn thu thập thông tin di truyền IIIS và gây chết người. Tuy nhiên, khi DNA bị phá hủy, vi khuẩn IIR vẫn không thay đổi. Avery nhận ra rằng thông tin di truyền phải được lưu trữ trong DNA.
Thí nghiệm Hershey-Chase
Nhóm của Alfred Hershey và Martha Chase đã xác định cách thông tin di truyền được kế thừa. Họ đã sử dụng một loại vi-rút lây nhiễm Escherichia coli (E. coli), một loài vi khuẩn được tìm thấy trong ruột của người và động vật. Họ đã trồng E. coli trong một môi trường bao gồm lưu huỳnh phóng xạ, sẽ được tích hợp vào protein, hoặc phốt pho phóng xạ, sẽ được tích hợp vào DNA.
Họ đã nhiễm vi khuẩn E. coli với virut và chuyển kết quả nuôi cấy vi rút sang một chủng E.coli không nhãn mác khác được trồng trên môi trường không có yếu tố phóng xạ. Nhóm vi-rút đầu tiên hiện không hoạt động, cho thấy protein không được truyền từ vi-rút cha mẹ sang vi-rút con gái. Ngược lại, nhóm vi-rút thứ hai vẫn còn phóng xạ, cho thấy DNA được truyền từ thế hệ vi-rút này sang thế hệ tiếp theo.
Watson và Crick
Đến năm 1952, các nhà khoa học biết rằng gen và thông tin di truyền phải được lưu trữ trong DNA. Năm 1953, James Watson và Francis Crick đã phát hiện ra cấu trúc của DNA. Họ đã tạo ra cấu trúc bằng cách lắp ráp dữ liệu từ các thí nghiệm trong quá khứ và sử dụng nó để xây dựng mô hình phân tử. Mô hình DNA của họ được làm từ các tấm dây và kim loại, giống như các bộ dụng cụ bằng nhựa mà sinh viên sử dụng trong các lớp hóa học hữu cơ ngày nay.