科學家是如何證明遺傳物質是DNA

歷史車輪吱吱轉 發佈 2022-10-02T03:06:00.845855+00:00

在地球上,從古至今生活著各種各樣的生物,它們一代代相傳,使得地球欣欣向榮,繁衍不息,然而在這個過程中,是什麼在起著關鍵作用呢,各種物種是通過傳遞什麼,從而保證物種能一直延續呢?

在地球上,從古至今生活著各種各樣的生物,它們一代代相傳,使得地球欣欣向榮,繁衍不息,然而在這個過程中,是什麼在起著關鍵作用呢,各種物種是通過傳遞什麼,從而保證物種能一直延續呢?

通過科學家們不斷的探索,終於發現原來遺傳物質是DNA,各種生物通過將遺傳信息隱藏在DNA中,利用DNA確保自己物種得以繁衍,DNA包含了物種生長發育需要的所有信息。然而,在生物體中含有各種生物大分子和小分子,科學家們是怎麼證明DNA就是遺傳物質的呢?

主要是通過三個經典的實驗確定了遺傳物質主要是DNA。

1928年英國科學家格里菲思,通過肺炎雙球菌細菌轉化實驗證明存在一種「轉化因子「,這種因子其實是DNA、蛋白質和多糖的結合體,沒有明確是哪種成分。這個實驗基于格里菲思的一個發現,他發現肺炎雙球菌的菌落有兩種類型: 一種是光滑的圓頂形,形態較為規則,這種菌有莢膜,能引起小鼠死亡,被稱為光滑型( Smooth,S 型) ; 另一種菌落為顆粒狀、不規則,這種菌無莢膜,是減毒的,不會導致小鼠死亡,被稱為粗糙型( Rough,R 型) 。S型菌被加熱致死後就失去了傷害動物的能力,將加熱致死的S型肺炎雙球菌與無毒的R型肺炎雙球菌混在一起注射到小鼠體內,發現小鼠會感染肺炎雙球菌而死亡,並且可以從小鼠屍體中分離得到有毒的S型肺炎雙球菌。因此通過這個實驗說明存在一種「轉化因子「,這種因子是DNA、蛋白質和多糖的結合體。

時間來到了1944年,美國科學家艾弗里和他同事將轉化物質進行純化,證明這種「轉化因子」是DNA,但因為當時的實驗條件所限,純化提取的DNA仍然含有少量蛋白質,當時許多人仍然相信是其中少量的蛋白質起到遺傳作用,因此,仍然不能確認遺傳物質是DNA。

又過了多年,到1952年,赫爾希和蔡斯以大腸桿菌T2噬菌體為材料,噬菌體T2是感染大腸桿菌的病毒,當噬菌體加入到細菌中時,他們吸附於細菌外表面,然後注入一些物質進入細菌,一段時間後細菌破裂並釋放子代噬菌體。

基於此,赫爾希和蔡斯設計了一個絕妙的實驗,他們將噬菌體的外殼蛋白質組分用35S放射性標記,DNA組分用32P放射性標記,然後用他們感染細菌,之後,將細菌攪拌震盪後破碎被噬菌體感染的細菌,經過離心後分理處兩種成分,一種是包含從細菌表面釋放出的空噬菌體外殼,主要是被35S放射性標記的蛋白質,另一種是被感染的細菌本身,主要是被32P放射性標記。而32P放射性標記的是噬菌體的DNA,因此噬菌體注入細菌內的物質是DNA,遺傳物質是DNA。

通過以上可以看出,科學的發展和對生命的認知是一步一步往前走的,後人是在前人的基礎上逐漸接近真相和認知世界的,也正是通過以上科學家們在總結前人研究經驗的同時,不斷探索和嘗試,最終確定了遺傳物質是DNA。


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