A mikrokozmosz milyen géneket készítünk
Mi tette a gének?
A tánc - egyesülés az E. coli és hívei vírusok „Church fágok” sikerült találni nyomokat néhány nagy titkait az élet. És nekik nem volt kérdés, hogy a nagyobb, mint valójában, ahonnan géneket készítünk.
Mielőtt a 1950-es. a legtöbb tudós hajlamosak azt gondolni, hogy a gének alkotják a fehérjéket. Közvetlen bizonyítékokat nem sikerült, de komoly bizonyítékok sokan voltak. Még akkor is egyértelmű volt, hogy vannak olyan gének minden élő szervezetben, sőt a baktériumok és vírusok. A fehérjék nem kevesebb mindenütt. A tanuló muslicák, a tudósok megállapították, hogy a génjeik található kromoszómák; fehérjéket tartalmaznak, és kromoszómák. Egyértelmű volt, hogy a molekulák a gének kell bonyolult - valójában a gének valahogy rejtélyes módon kódolt információt élet minden megnyilvánulása. Ugyanakkor, a tudósok ismert, hogy a szerkezet egy fehérje gyakran nagyon bonyolult. Ez maradt csak hogy megtudja, pontosan milyen fehérjék végre a gének.
Az első komoly kihívás e közös, bár nem túl konkrét, a helyzet jött 1944-ben, amikor egy orvos nyilvánosan kijelentette, hogy a gének valójában nem készült fehérje. Osvald Eyveri dolgozik a Rockefeller Institute Hospital, kutatta a Pneumococcus baktérium. Ebben a baktérium létezik, mint egy ártalmatlan formában, és a patogén, tüdőgyulladást okozó. Korábbi kísérletek adott okot azt hinni, hogy a gének felelősek az eltérő viselkedését ezek a törzsek. Ha a tudósok megölni egy veszélyes törzs, majd beadni az egereket elölt baktérium, az egerek nem húzódik össze. De ha a veszélyes elölt baktérium törzset összekeverjük élő baktériumok ártalmatlan törzs Pneumococcus, az injekció keverékéből gyilkos egerek. Ártalmatlan törzs valahogy vált kórokozó, és utódaik is megmaradnak patogenitásnak. Más szóval, a genetikai anyagot telt el a feláldozott patogén baktérium törzs élő baktérium.
Avery és kollégái kezdett megölt baktériumokat izolálunk az egyik kémiai vegyület által egy és hozzátéve, hogy a csésze a nem-patogén baktériumtörzs. Azt találták, hogy az érdekeit az átalakítással csak egy anyagot. Nem volt egy fehérje, és a vegyület úgynevezett dezoxiribonukleinsav, DNS-t vagy rövidítve.
A létezése DNS, a tudósok már évtizedek óta ismert, de el sem tudta képzelni, mi ez. 1869-ben, egy svájci biokémikus Iogann Misher található genny a kötszerek a sebesült katonák foszfor-ben gazdag anyag, amelyet a nevezett nukleinsav. Később, a tudósok úgy találták, hogy van két, közel azonos nukleinsav: dezoxiribonukleinsav és ribonukleinsavak (RNS). DNS ilyent tartalmaz maradéka foszforsav-maradékokkal csatlakozik a dezoxiribóz cukor. Ahhoz, hogy ez kapcsolódik négy típusú szén-gazdag és nitrogén vegyületek - úgynevezett nitrogén-bázisok.
Egyértelmű volt, hogy a DNS fontos szerepet játszik az élő szervezetben - miután a kutatók találták szinte minden sejtekben. Ő is megtalálható kromoszómák, ahol már ismert volt géneket található. De sok kutató úgy véli, hogy a DNS-t, egyszerű kromoszóma merev alváz - talán csavarják körül gének mandzsetta. Kevés gondolta, hogy DNS-t egy meglehetősen bonyolult szerkezet, hogy hordozóanyagra gének. DNS-t, a szavak egy Delbruck, „az ilyen buta dolog!”
Hülye vagy sem, Avery a következtetésre jutott: DNS - pontosan mi áll géneket. De a kísérletek nem voltak képesek meggyőzni a szkeptikus edzett:
A vírus belép a DNS-t E. coli-ba
kollégái úgy döntött, hogy a DNS-t volt nem eléggé tiszta és szennyezéseket tartalmazhatnak bizonyos fehérjék.
Annak érdekében, hogy visszaállítsa a hírnevét a DNS-t, azt egy évtizedes kutatás E. coli és a vírusok. Míg Avery Streptococcus pneumoniae vizsgált gének felkutatására delbryukovoy hívei „Church fágok” akar látni a vírusok az E. coli. Meg kell mondani, hogy a vírusok a képviseletét a tudósok már nem matematikai absztrakciók, de elég kézzelfogható kis lények. Segítségével az újonnan feltalált eszköz - elektronmikroszkóp - Delbruck és kollégái megállapították, hogy a bakteriofágok ágyazott elegáns geometriai formákat. Miután felületéhez rögzített E. coli, fág Pierce sejtfalának baktériumok keresztül a fehérje speciális tűk és bevezetjük egy új mester egy bizonyos anyag. A gének a vírus belép a sejtbe E. coli, de egy üres héj maradt a felszínén.
Ezután, Hershey és Chase végzett fordított kísérletet, amelyben a radioaktív címkék kerültek bevezetésre nem a DNS- és fehérje a vírus. Ebben az esetben a fertőzés után az E. coli maradt radioaktivitást csak üres héj. Tehát tíz évvel a kísérlet után Eyveri Hershi és Chase bizonyította következtetés: gének DNS-ből állnak.
Azok között, akik jobban érdekel a többi új megállapítások, volt egy fiatal amerikai biológus Dzheyms Uotson. Ő elfogadta a fold az „egyház fágok” évesen csak 20 éves, és a készítmény a tézis, ő, mint a kollégái, lelkesen besugárzott vírusok E. coli röntgen. Tökéletesen megtanult a hagyományos bölcsesség, hogy a gének készülnek fehérjéket, de a saját kutatási tette a fiatalok tudós figyelni a DNS-t. A kísérletben Hershey és Cheyz Uotson látott „egy új meggyőző bizonyíték, hogy az elsődleges genetikai anyaga DNS.”
Modell volt szép, egyszerű és sokatmondó. Úgy tűnt, ő készen áll, hogy elmondja, hogyan gének működnek. Mindkét DNS-szál épül fel több milliárd linkek - nukleotidok rendezett lineárisan, mint a betűket a szöveg. Minden nukleotid áll egy foszfát és dezoxiribóz cukrok, amely csatlakozik az egyik nitrogéntartalmú bázisok. Négyféle nitrogéntartalmú bázisok megfelel a négyféle nukleotid. Maga a szöveg lehet egy végtelen számú érték függvényében a nukleotidok sorrendje helyen. Ennek köszönhetően a DNS tudja tartani a szükséges információkat az építőipar minden fehérje minden faj.
A DNS szerkezete segített Watson és Crick hogy megértsük, hogyan lehet reprodukálni. Azt javasolták, hogy a DNS-szálak külön, majd egy új karakterláncot adunk mindegyik - a folyamatot nevezzük „replikáció”. Az az új DNS szintézise megkönnyíti az a tény, hogy a nitrogéntartalmú bázisok képesek kapcsolódni egymással csak nagyon specifikus módon: minden típusú oka, van egy - az egyetlen lehetséges partner. Az eredmény egy tökéletes másolata az eredeti molekula.
Az elmélet kiderült szép, de kemény bizonyíték nem elég. Max Delbrück különösen aggódnak „a probléma megfejtése.” Lehetséges, hogy szét a kettős spirál két külön szál és befejezni mindegyikük befejezni a DNS-molekula, anélkül, hogy cserélni egy kusza világos, hogy mi? Delbrück megpróbálta megtalálni a választ erre a kérdésre, de nem sikerült. A siker jött 1957-ben, a másik - a hallgatók Metyu Mezelsonu és kutatók Dr. Frank lett a California Institute of Technology. Segítségével az E. coli, akkor létrehoz egy kísérletet vált ismertté, mint a legszebb a biológiában.
Meselson and Steel rájött, hogy a DNS-replikáció követhető, ha az E. coli növekedését egy speciális diéta. E. coli növekedését és szaporodását feltétlenül szükséges a nitrogén, mivel ez az elem egy része bármilyen nukleotid. Közös nitrogénatomhoz tartalmaz 14 protont és 14 neutront, de vannak egyéb könnyebb vagy nehezebb a nitrogén izotópjai, ahol kevesebb vagy több neutronok. Meselson, Steel adunk a növesztő tápközeg E. coli ammóniát tartalmazó nehéz nitrogén 15 neutronok minden egyes atom. Egy idő után, amikor a baktérium váltotta több generáció, ők eltávolítjuk, majd a centrifuga kis DNS-t. A mérési távolság az a pont, ahol a DNS-t mozgatjuk a forgatás a centrifuga, ezek számítva a tömege, és megállapította, hogy a DNS-t E, coli, termesztett, erős nitrogén, mint az várható volt, a nehezebb, mint a normál DNS az E. coli.
Ezután Meselson and Steel végzett ugyanebben a kísérletben egy kicsit másképp. Ezek kissé elválasztjuk egymástól E. coli nehéz nitrogénnel egy lombikban, ahol a baktériumok tudott enni normális nitrogén neutronokkal 14 atom. Amely baktériumok egy kis időt - csak egy sejtosztódási ciklus - a tudósok kivont DNS-t és ismét egy centrifugába helyezzük. Céljuk az volt, hogy teszteljék az elmélet a Watson és Crick, aki adta, hogy ebben az esetben teljesen világos előrejelzéseket. Eszerint az elmélet, hogy elosztjuk a mikroorganizmusok és ezek mindegyikének nagy DNS szálak már szét, és eloszlassa, és az új szál befejezni építési őket már fénytől tartalmaz. Így, a DNS-t egy új generációs E. coli volt, hogy megkapja a felét könnyű, fél-nehéz - és a forma centrifugálás szalag pontosan a közepén közötti könnyű és nehéz DNS. És így is történt.
Talán Watson és Crick épített egy gyönyörű modell. De ahhoz, hogy más tudósok felismerték, hogy az elmélet helyes és elfogadott modell szerviz, vett egy szép kísérlet E. coli.