DNA có phải là tác nhân gây nhiễm virut không?
Nhận được câu trả lời: DNA có phải là tác nhân gây nhiễm virut không?
Một loại vi khuẩn (vi rút T 2 ) lây nhiễm vi khuẩn Escherichia coli. Sau khi nhiễm bệnh, virus nhân lên và các phage T 2 được giải phóng cùng với sự phân giải của các tế bào vi khuẩn. Như chúng ta đã biết, phage T 2 chứa cả DNA và protein. Bây giờ câu hỏi đặt ra, thành phần nào trong hai thành phần có thông tin để lập trình cho sự nhân lên của nhiều hạt virus hơn.
Hình ảnh lịch sự: nist.gov/oles/forensics/images/DNA-Strand.jpg
Để giải quyết vấn đề này, Hershey và Chase (1952) đã nghĩ ra một thí nghiệm với hai chế phẩm khác nhau của phage T 2 . Trong một chế phẩm, họ đã tạo ra một phần protein phóng xạ và trong lần chuẩn bị khác, DNA được tạo ra phóng xạ. Sau đó, một nền văn hóa của E. coli đã bị nhiễm bởi hai chế phẩm phage này.
Ngay sau khi bị nhiễm trùng và trước khi phân giải vi khuẩn, các tế bào E.coli được khuấy trộn nhẹ nhàng trong một máy trộn để các hạt phage bám dính được nới lỏng và sau đó nuôi cấy được ly tâm. Với kết quả, các viên tế bào vi khuẩn bị nhiễm nặng hơn đã lắng xuống đáy ống.
Các hạt virus nhẹ hơn và những hạt không xâm nhập vào tế bào vi khuẩn được tìm thấy trong phần nổi phía trên. Người ta đã phát hiện ra rằng khi phage T 2 có DNA phóng xạ được sử dụng để lây nhiễm E. coli trong thí nghiệm, thì vi khuẩn nặng hơn cũng bị nhiễm phóng xạ. Mặt khác, khi sử dụng phage T 2 với protein phóng xạ, các viên vi khuẩn có rất ít phóng xạ và hầu hết các phóng xạ được tìm thấy trong chất nổi trên mặt.
Thí nghiệm này đã chứng minh rằng, trong quá trình lây nhiễm phage T 2, chính DNA đã xâm nhập vào vi khuẩn khi các tế bào vi khuẩn bị nhiễm bệnh này được phát triển thêm và chúng đã hình thành và các hạt phage mới được hình thành.
Thí nghiệm nổi tiếng này được thực hiện bởi Hershey và Chase (1952) đã chứng minh rằng đó là DNA của virus chứ không phải protein chứa thông tin để sản xuất nhiều hạt phage T 2 do đó DNA là vật liệu di truyền. Tuy nhiên, trong một số vi-rút (ví dụ: TMV, vi-rút cúm và vi-rút bại liệt) RNA đóng vai trò là vật liệu di truyền.
Hershey và Chase đã tiến hành hai thí nghiệm. Trong một thí nghiệm, E. coli được trồng trong môi trường chứa đồng vị vô tuyến S 35 và trong các thí nghiệm khác, E. coli được trồng trong môi trường chứa đồng vị vô tuyến P 32 . Trong các thí nghiệm này, các tế bào E. coli đã bị nhiễm phage T 2 được giải phóng từ các tế bào E. coli được nuôi cấy trong môi trường S 35 có S 35 trong protein capsid của chúng và những người từ môi trường P 32 có P 32 trong DNA của chúng.
Khi các phage này được sử dụng để lây nhiễm các tế bào E.coli mới trong môi trường bình thường, các tế bào vi khuẩn bị nhiễm bởi các phage có nhãn S 35 cho thấy sự phóng xạ trong thành tế bào của chúng chứ không phải trong tế bào chất. Trong khi đó, vi khuẩn bị nhiễm các phage có nhãn P 32 đã cho thấy tình trạng ngược lại.
Do đó, có thể nói rằng khi phage T 2 lây nhiễm vào tế bào vi khuẩn, capsid protein của nó vẫn ở bên ngoài tế bào vi khuẩn nhưng DNA của nó xâm nhập vào tế bào chất của vi khuẩn. Khi các tế bào bị nhiễm vi khuẩn bị ly giải, các hạt virus hoàn chỉnh mới (các phage T 2 ) được hình thành.
Điều này chứng tỏ rằng DNA virus mang thông tin tổng hợp các bản sao của DNA và protein capsid. Điều này cho thấy DNA là vật liệu di truyền. Đó là một phần của mỗi nucleotide có chứa một gốc nitơ và deoxyribose được gọi là deoxyribonucleoside.
Bốn deoxyribonucleotide ngoài việc xảy ra trong phân tử DNA, cũng xảy ra ở nucleoplasm và tế bào chất, nhưng ở dạng triphosphate của chúng như deoxyadenosine triphosphate (dATP), deoxyarchosine triphosphate (dGTP) Tầm quan trọng của sự xuất hiện của deoxyribonucleotide ở dạng triphosphate thực tế là trong quá trình enzyme DNA polymerase chỉ có thể hoạt động trên triphosphate của deoxyribonucleotide.
Thí nghiệm này cho thấy chỉ có DNA của phage xâm nhập vào tế bào vi khuẩn chứ không phải vỏ protein. Nó mô tả rõ ràng rằng một mình DNA chịu trách nhiệm tổng hợp các virus mới bên trong các tế bào vi khuẩn. Điều này cho thấy DNA là vật liệu di truyền chứ không phải protein. Trong virus khảm thuốc lá (TMV), lõi bên trong được tạo thành từ RNA thay vì DNA, do đó trong trường hợp này RNA là vật liệu di truyền.
