ماده ی ژنتیک
اهداف:
- آشنایی با طرز شناخت ماده ی ژنتیکی
شرح درس:
واحد سازنده DNA نوکلئوتید است.امروزه پیشرفتهای علم ژنتیک مدیون شناخت این مولکول است.اما چگونه برای اولین بار این ماده کشف شد؟
یکی از مهم ترین اخبار در سال 1982 میلادی پی بردن به ماده ژنتیکی بود. در آن سال ها کمتر کسی تصور می کرد چیزی که ما امروزه آن را DNA می نامیم وجود داشته باشد و فرایند توارث بر پایه آن رقم بخورد. هر چند که این کشف کاملاً به طور تصادفی رخ داد اما پایه ی برای شناخت بهتر علم ژنتیک شد.
در سال 1928 میلادی دانشمندی به نام گریفیت که مشغول انجام آزمایشاتی برای تهیه واکسن بود،به طور تصادفی با کشف بزرگی درباره ماده ژنتیک روبرو شد.با این که هدف آزمایش او یافتن واکسن برای بیماری سینه‌پهلو یا ذات‌الریه که توسط باکتری مولد این بیماری، استرپتوکوکوس نومونیا، ایجاد می شود، بود، نتایج این آزمایش نقطه شروعی برای علم ژنتیک محسوب می شود و در آن دوران، سرآغازی برای مطالعهء ماده ژنتیک و توارث می باشد.
باکتری استرپتوکوکوس نومونیا دارای دو گونه به نام های Smooth Strain یا همان گونه S و Rough Strain یا همان گونه R می باشد. گونه S به شدت بیماری زا ودارای کپسول محافظتی است و گونه R فاقد کپسول است و تولید بیماری نمی کند.
شرح آزمایش گریفیت:
جالب تر این بود که در خون موش های حاصل از گام چهارم ، گونه ی S زنده مشاهده کرد. و این یعنی اینکه گونه ی R که تولید بیماری نمی کرد به گونه ی S تغییر شکل داده است. از این آزمایش نتیجه شد که عاملی که اطلاعات و دستورالعمل‌های ساخت کپسول را دارا بوده، از باکتری‌های کپسول‌دار مرده به باکتری‌های بدون کپسول زنده منتقل شده و به آنها توانایی ایجاد کپسول داده‌است.(فیلم 1).
ماده ی ژنتیکتوضیح فیلم:
گریفیت گونه ی R را به موش تزریق کرد و مشاهده کرد که موش زنده ماند سپس گونه ی S را به موش تزریق کرد و مشاهده کرد که موش مرد. در مرحله ی بعد گونه ی S را کشت،خرد کرد و عصاره آن را گرفت و آنها را در یک محیط کشت(دارای مواد غذایی مورد نیاز باکتری) گرما داد تا کپسول آن حذف گردد و گونه غیر بیماری زا گردد و سپس آنرا به موش تزریق کرد و نتیجه زنده ماندن موش ها بود.در آخر او گونه ی S غیر فعال را (گام سوم ) را کشت،خرد کرد و عصاره آن را گرفت و انها را در یک محیط کشت(دارای مواد غذایی مورد نیاز باکتری) و گونه ی R (گام اول) را با هم ترکیب کرد و به موش تزریق کرد. تمامی موش ها مردند.
آنچه گریفیت مشاهده کرده بود را امروزه ترانسفورماسیون می نامند. ترانسفورماسیون، پدیده‌ای است که طی آن، باکتری مواد ژنتیکی را از محیط خارج و از جاندار دیگر دریافت می‌کند و با استفاده از آن، در خصوصیات خود تغییر ایجاد می‌کند.
آزمایش یوری:
یکی از مهم ترین آزمایش ها در تاریخ زیست شناسی، در سال 1944 ، آزمایش اسوالد ایوری است، که ماهیت ماده ی ژنتیک را آشکار ساخت.
در سلول چهارماده ی شیمیایی اصلی وجود دارد که عبارتند از:کربوهیدرات ها،لیپید ها،پروتئین ها و نوکلئوئیک اسید ها . ایوری وهمکارانش این نکته را میدانستند . بنا بر این به نظر آنها عامل ترانسفورماسیون هر چه باشد یکی از این چهار عامل است.
آنان ابتدا عصاره ی سلولی باکتری های کپسول دار کشته شده را استخراج کردند.عصاره ی سلولی همه ی مواد درون سلول را دربردارد . سپس عصاره ی سلولی را به چند قسمت تقسیم کردند و به هر قسمت یک نوع از آنزیم های تخریب کننده را اضافه کردند و کوشیدند با هر قسمت به طور جدا گانه باکتری بدون کپسول زنده را وادار به ترانسفورماسیون کنند.
این آنزیم ها آنزیم های مخرب برای چهار ماته شیمیایی مورد آزمایش بودند. ایوری و همکارانش مشاهده کردند که ترانفورماسین فقط هنگامی رخ می دهد که DNA (اسیدهای نوکلئوئیک) تخریب نشده باشد و به این ترتیب فهمیدند که عامل ترانسفورماسیون همان DNA موجود در هسته است.(فیلم 1، از دقیقه 20:20 به بعد).
توضیح فیلم:
یوری و همکاران ابتدا عصاره ی سلولی باکتری های کپسول دار کشته شده را استخراج کردند.عصاره ی سلولی همه ی مواد درون سلول را دربردارد . سپس عصاره ی سلولی را به چند قسمت تقسیم کردند و به هر قسمت یک نوع از آنزیم های تخریب کننده را اضافه کردند و کوشیدند با هر قسمت به طور جدا گانه باکتری بدون کپسول زنده را وادار به ترانسفورماسیون کنند. این آنزیم ها آنزیم های مخرب برای چهار ماته شیمیایی مورد آزمایش بودند. ایوری و همکارانش مشاهده کردند که ترانفورماسین فقط هنگامی رخ می دهد که DNA (اسیدهای نوکلئوئیک) تخریب نشده باشد.
