DNA là vật chất di truyền

Năm 1968, Frederich Miescher (Thụy Điển) phát hiện ra trong nhân tế bào bạch cầu một chất không phải là protein và gọi là nuclein. Về sau thấy chất này có tính acid nên gọi là acid nucleic.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
DNA là vật chất di truyền DNA là vật chất di truyềnNăm 1968, Frederich Miescher (ThụyĐiển) phát hiện ra trong nhân tế bàobạch cầu một chất không phải làprotein và gọi là nuclein. Về sau thấychất này có tính acid nên gọi là acidnucleic. Acid nucleic có 2 loại làdesoxyribonucleic (DNA) và ribonucleic(RNA).Năm 1914, R. Feulgen (nhà hóa họcngười Đức) tìm ra phương pháp nhuộmmàu đặc hiệu đối với DNA. Sau đó cácnghiên cứu cho thấy DNA của nhân giớihạn trong NST. Nhiều sự kiện cho giántiếp cho thấy DNA là chất di truyền.Mãi đến năm 1944 vai trò mang thông tindi truyền của DNA mới được chứngminh và đến năm 1952 mới được côngnhận.1. Các chứng minh gián tiếpNhiều số liệu cho thấy có mối quan hệgiữa DNA và chất di truyền- DNA có trong tế bào của tất cả các visinh vật, thực vật, động vật chỉ giới hạnở trong nhân và là thành phần chủ yếucủa nhiễm sắc thể. Đó là một cấu trúcmang nhiều gen xếp theo đường thẳng.- Tất cả các tế bào dinh dưỡng của bấtkỳ một loại sinh vật nào đều chứa mộtlượng DNA rất ổn định, không phụthuộc vào sự phân hóa chức năng hoặctrạng thái trao đổi chất. Ngược lại, sốlượng RNA lại biến đổi tùy theo trạngthái sinh lý của tế bào.- Số lượng DNA tăng theo số lượng bộithể của tế bào. Ở tế bào sinh dục đơnbội (n) số lượng DNA là 1, thì tế bàodinh dưỡng lưỡng bội (2n) có số lượngDNA gấp đôi.- Tia tử ngoại (UV) có hiệu quả gây độtbiến cao nhất ở bước sóng 260nm. Đâychính là bước sóng DNA hấp thu tia tửngoại nhiều nhất.Tuy nhiên trong các số liệu trên, thànhphần cấu tạo của NST ngoài DNA còncó các protein. Do đó cần có các chứngminh trực tiếp mới khẳng định vai tròvật chất di truyền của DNA.2. Thí nghiệm biến nạp DNA(Transformation)Hiện tượng biến nạp do Griffith pháthiện vào năm 1928 ở vi khuẩnDiplococcus pneumoniae(gây sưng phổiở động vật có vú). Vi khuẩn này có haidạng:- Dạng S (gây bệnh): có vỏ bao tế bàobằng polysaccharid, ngăn cản bạch cầuphá vỡ tế bào. Dạng này tạo khuẩn lạcláng trên môi trường agar.- Dạng R (không gây bệnh)không có vỏ bao tế bào bằngpolysaccharid, tạo khuẩn lạc nhăn.Thí nghiệm được tiến hành như sau:a. Tiêm vi khuẩn dạng S sống gây bệnhcho chuột, sau một thời gian nhiễmbệnh, chuột chếtb. Tiêm vi khuẩn dạng R sốngkhông gây bệnh cho chuột, chuộtsốngc. Tiêm vi khuẩn dạng S bị đun chết chochuột, chuột chếtd. Tiêm hỗn hợp vi khuẩn dạng S bị đunchết trộn với vi khuẩn R sống chochuột, chuột chết. Trong xác chuột chếtcó vi khuẩn S và R.Hình 1.1 Thí nghiệm biến nạp ở chuộtHiện tượng trên cho thấy vi khuẩn Skhông thể tự sống lại được sau khi bịđun chết, nhưng các tế bào chết này đãtruyền tính gây bệnh cho tế bào R. Hiệntượng này gọi là biến nạp.Đến 1944, ba nhà khoa học T. Avery,Mc Leod, Mc Carty đã tiến hành thínghiệm xác định rõ tác nhân gây biếnnạp. Nếu tế bào S bị xử lý bởi proteasehoặc RNAase. thì hoạt tính biến nạpvẫn còn, cứng tỏ RNA và protein khôngphải là tác nhân gây bệnh. Nhưng nếu tếbào chết S bị xử lý bằng DNAase thìhoạt tính biến nạp không còn nữa,chứng tỏ DNA là nhân tố biến nạp. Kếtquả thí nghiệm được tóm tắc như sau:DNA của S + tế bào R sống chuộtchết (có S, R )Kết luận: hiện tượng biến nạp là mộtchứng minh sinh hóa xác nhận rằngDNA mang tín hiệu di truyền.Nhưngvai trò của DNA vẫn chưa được côngnhận vì cho rằng trong các thí nghiệmvẫn còn một ít protein.Hình 1.2 Vật chất di truyền của phage làDNA3. Sự xâm nhập của DNA virus vào vikhuẩnNăm 1952, A. Hershey và M. Chaseđã tiến hành thí nghiệm vớibacteriophage T2xâm nhập vi khuẩnE.coli. Phage T2 cấu tạo gồm vỏ proteinbên ngoài và ruột DNA bên trong. Thínghiệm này nhằm xác định xem phagenhiễm vi khuẩn đã bơm chất nào vào tếbào vi khuẩn: chỉ DNA, chỉ protein haycả hai.Vì DNA chứa nhiều phosphor, khôngcó lưu huỳnh; còn protein chứa lưuhuỳnh nhưng không chứa phosphor nêncó thể phân biệt giữa DNA và proteinnhờ đồng vị phóng xạ. Phage được nuôitrên vi khuẩn mọc trên môi trường chứacác đồng vị phóng xạ P32 và S35. S35xâm nhập vào protein và P32 xâm nhậpvào DNA của phageThí nghiệm: phage T2 nhiễm phóng xạđược tách ra và đem nhiễm vào các vikhuẩn không nhiễm phóng xạ, chúng sẽgắn lên mặt ngoài của tế bào vi khuẩn.Cho phage nhiễm trong một khoảng thờigian đủ để bám vào vách tế bào vikhuẩn và bơm chất nào đó vào tế bào vikhuẩn. Dung dịch được lắc mạnh và lytâm để tách rời tế bào vi khuẩn khỏiphần phage bám bên ngoài vách tế bào.Phân tích phần trong tế bào vi khuẩnthấy chứa nhiều P32 (70%) và rất ítS35, phần bên ngoài tế bào vi khuẩnchứa nhiều S35 và rất ít P32. Thế hệmới của phage chứa khoảng 30% P32ban đầuThí nghiệm này đã được chứng minhtrực tiếp rằng DNA của phage T2 đãxâm nhập vào tế bào vi khuẩn và sinhsản để tạo ra thế hệ phage mới mangtính di truyền có khả năng đến nhiễmvào các vi khuẩn khác.Hinh 1.3 Sư xâm nhâp DNA cua virusvao vi khuân ...