Tài liệu Thí ngiệm của A. Hershey và M. Chase chứng minh ADN là vật chất di truyền doc

Thí ngiệm của A. Hershey và M. Chase chứng minh ADN là vật chất di truyền Năm 1952, bằng thí nghiệm về sự xâm nhập của virus bacteriophage T2 (gọi tắt là phage) vào vi khuẩn E. Coli, Alfred Hershey và Martha Chase đã chứng minh trực tiếp rằng, DNA chính là vật chất di truyền. Sơ đồ về sự xâm nhập của virus phage T2 Phage T2 có cấu tạo gồm 2 thành phần chính, vỏ protein bên ngoài và DNA ở bên trong phần đầu, tỷ lệ giữa 2 thành phần này là tương đương. Khi xâm nhập vào vi khuẩn, người ta xác định rằng: đầu tiên, phần đuôi của phage bám vào màng tế bào của vi khuẩn, sau đó, một phần chất nào đó được bơm vào tế bào vi khuẩn và sau một thời gian, rất nhiều tế bào virus mới được tạo thành bên trong tế bào của vi khuẩn và chui ra ngoài. Thí nghiệm của A. Hershey và M. Chase được tiến hành với mục đích xác định xem, chất nào của phage được bơm vào tế bào vi khuẩn để tạo ra các thế hệ phage mới. Dựa vào thành phần cấu tạo của DNA và protein, người ta thấy rằng: DNA chứa nhiều phospho nhưng không chứa lưu huỳnh, còn protein thì chứa lưu huỳnh. Vì vậy họ đã sử dụng 2 đồng vị phóng xạ là S 35 và P 32 để gắn vào protein và DNA của phage T2 nhằm dễ dàng theo dõi. Tiến trình thí nghiệm gồm các bước sau: - Tạo ra một thế hệ phage T2 có protein chứa S và có DNA chứa P 32 bằng cách nuôi vi khuẩn E. Coli trên môi trường có S 35 và P 32 . Thế hệ phage T2 mới tạo thành sẽ mang đồng vị phóng xạ S và P 32 . - Tách virus đã mang đồng vị phóng xạ. - Cho virus mang đồng vị phóng xạ xâm nhập vào tế bào vi khuẩn E. Coli không mang đồng vị phóng xạ. Bước này thực hiện bằng cách cho phage T2 tiếp xúc với tế bào vi khuẩn trong khoảng thời gian đủ để virus bám vào màng tế bào của vi khuẩn và bơm vật chất di truyền của chúng vào trong tế bào, rồi dung dịch được lắc mạnh và li tâm để tách rời tế bào vi khuẩn ra khỏi phần còn lại của phage bên ngoài tế bào. - Phân tích thành phần phóng xạ ở phần nằm ngoài tế bào vi khuẩn của phage và phần nằm bên trong tế bào vi khuẩn. Kết quả cho thấy: Phần nằm ngoài tế bào vi khuẩn của phage có chứa nhiều S 35 (80%) nhưng rất ít P 32 . Điều đó cho thấy rằng, phần lớn protein của vỏ phage nằm ngoài tế bào vi khuẩn. Ngược lại, phần bên trong tế bào vi khuẩn có chứa nhiều P 32 (70%), nhưng ít S 35 , chứng tỏ rằng, DNA được bơm vào tế bào vi khuẩn để sinh sản ra một thế hệ phage mới. Từ các kết quả thí nghiệm đi đến kết luận: Vật chất di truyền của phage T2 là DNA. Thí nghiệm của Griffith và Oswald Avery chứng minh ADN là vật chất di truyền Năm 1928, Griffith đã phát hiện ra hiện tượng biến nạp (transformation) ở vi khuẩn Streptococcus pneumoniae gây bệnh sưng phổi ở động vật có vú. Vi khuẩn này có hai dạng khác nhau: - Dạng S (Smooth) có khuẩn lạc láng trên môi trường thạch. Tế bào của vi khuẩn dạng này có vỏ bao (capsule) nên hệ thống miễn dịch của cơ thể động vật không thể tấn công tiêu diệt được, vì vậy, khi xâm nhập vào cơ thể, chúng gây nên bệnh sưng phổi. - Dạng R (Rough) có khuẩn lạc nhăn, tế bào của chúng không có vỏ bao, nên khi xâm nhập vào cơ thể động vật, chúng sẽ bị hệ thống miễn dịch của động vật tiêu diệt, không gây nên bệnh. Griffith đã phát hiện ra rằng, nếu tiêm dịch vi khuẩn dạng S đã đun sôi đến chết vào chuột thì chuột không bị bệnh. Nhưng khi tiêm vào chuột hỗn hợp bao gồm một lượng nhỏ vi khuẩn sống dạng R với một lượng lớn tế bào vi khuẩn dạng S đã đun chết, thì chuột phát bệnh và chết. Lấy máu của chuột chết vì bệnh này đưa vào môi trường nuôi cấy, ông thấy sự có mặt của vi khuẩn dạng S. Như vậy, vi khuẩn dạng S không thể tự sống trở lại sau khi bị đun đến chết được, nhưng các tế bào chết này đã truyền tính gây bệnh cho tế bào sống dạng R. Hiện tượng này gọi là biến nạp. Năm 1914, Oswald Avery, Colin Mc. Leod và Maclyn Mc. Carty đã xác định tác nhân gây biến nạp bằng thí nghiệm theo sơ đồ như sau: Sơ đồ thí nghiệm của Oswald Avery, Colin Mc. Leod và Maclyn Mc. Carty DNA của tế bào vi khuẩn gây bệnh dạng S được tách và làm sạch. Mặc dù đã tách và làm sạch nhưng sản phẩm thu nhận được vẫn còn một ít protein. Giả thiết, nếu protein là tác nhân gây biến nạp thì sau khi xử lý loại bỏ protein bằng enzyme protease và phối trộn với tế bào sống dạng R, thì hiện tượng biến nạp sẽ không xảy ra. Ngược lại, nếu tác nhân biến nạp là DNA thì sau khi loại bỏ DNA bằng enzyme deoxyribonuclease và phối trộn với tế bào sống dạng R thì cũng sẽ không xuất hiện hiện tượng biến nạp. Kết quả thí nghiệm cho thấy, hiện tượng biến nạp chỉ tìm thấy khi có mặt DNA, còn ở trường hợp DNA bị enzyme phá hủy thì không xuất hiện hiện tượng biến nạp. Điều đó khẳng định rằng, chính DNA là tác nhân gây biến nạp, truyền tính gây bệnh từ tế bào dạng S sang tế bào dạng R của vi khuẩn. . Thí ngi m c a A. Hershey và M. Chase chứng minh ADN là vật chất di truyền N m 1952, bằng thí nghi m về sự x m nhập c a virus bacteriophage T2. tắt là phage) vào vi khuẩn E. Coli, Alfred Hershey và Martha Chase đã chứng minh trực tiếp rằng, DNA chính là vật chất di truyền. Sơ đồ về sự x m nhập