Griffithův experiment: důkaz bakteriální transformace DNA
Griffithův experiment: průlomný důkaz bakteriální transformace DNA — jak mrtvé bakterie předaly geny a změnily neškodný kmen na smrtící.
Griffithův experiment byl experiment, který v roce 1928 provedl Frederick Griffith. Byl to jeden z prvních pokusů, který ukázal, že bakterie mohou získat DNA procesem zvaným transformace. Tento objev položil základy pro pochopení, že dědičná informace může být přenášena nejen pohlavně, ale i vodivě mezi buňkami prostřednictvím ― jak se později ukázalo ― molekuly DNA.
Průběh experimentu
Griffith použil dva kmeny Streptococcus pneumoniae. Těmito bakteriemi pak infikoval myši, protože průběh nemoci u nich dobře ilustroval virulenci bakterií. Použil kmen typu III‑S (hladký) a typ II‑R (drsný). Kmen III‑S je obalen polysacharidovým pouzdrem, které ho chrání před imunitnímsystémem hostitele; tento kmen tedy infikované zvíře usmrtí. Kmen II‑R tento ochranný štít postrádá a je hostitelským imunitním systémem zničen.
Griffith provedl řadu kontrolních pokusů: živé III‑S bakterie způsobily smrt myší, živé II‑R ne. Dále nechal III‑S bakterie zahřát (usmrceny teplem) a tyto tepelné zbytky samy o sobě myším neškodily. Když ale smísil teplem usmrcené III‑S s živými II‑R bakteriemi a touto směsí nakazil myši, myši zemřely.
Po smrti myší Griffith izoloval z jejich krve živé bakterie a našel v ní jak II‑R, tak III‑S fenotypy. Z toho usoudil, že některý „transformační princip“ z mrtvých III‑S bakterií přešel do živých II‑R bakterií a „transformoval“ je na virulentní III‑S.
Co to znamenalo a jak se to vysvětlilo později
Dnes víme, že „transformační princip“, který Griffith pozoroval, byla DNA bakterií kmene III‑S. I když byly buňky usmrceny zahřátím, jejich DNA zůstala částečně intaktní a mohla být volně v prostředí. Některé bakterie (v kompetentním stavu) jsou schopné takovou volnou DNA přijmout a začlenit ji do svého genomu pomocí rekombinace. Pokud tato DNA obsahuje geny pro tvorbu polysacharidového pouzdra, přijmou je a nově „transformované“ buňky začnou vytvářet kapsulu, chovají se jako hladký (S) kmen a stávají se virulentními.
Griffithův experiment tedy demonstroval fenomén transformace, ale neurčil chemickou povahu transformačního principu. To bylo provedeno až později:
- V jednom z klíčových dalších kroků ukázali Avery, McLeod a McCarty a (1944), že za transformační účinek nese odpovědnost DNA (enzymatická štěpení DNA odstranila transformační schopnost, zatímco štěpení proteinů nikoli).
- V roce 1952 potvrzovali Hershey a Chase roli DNA jako nositele genetické informace v experimentech s bakteriofágy.
Důsledky a význam
Griffithův experiment měl zásadní význam pro rozvoj genetiky a molekulární biologie. Ukázal, že dědičná informace může být přenášena ve formě „volné“ molekuly mezi buňkami, čímž vznikly nové možnosti pro studium genů a mechanismů přenosu informace. Později tato zjištění vedla k rozvoji technik, které dnes nazýváme genetická transformace, klonování a molekulární inženýrství.
Dále experiment zdůraznil potřebu přesných biochemických důkazů: zatímco Griffith pozoroval fenomén, až systematické následné práce identifikovaly DNA jako konkrétní „transformační princip“ a položily tak základy moderní genetiky.
Griffithův experiment, při kterém objevil "princip transformace" u bakterií pneumokoků.
Související stránky
Otázky a odpovědi
Otázka: Jaký byl Griffithův experiment?
A: Griffithův experiment byl experiment, který v roce 1928 provedl Frederick Griffith. Byl to jeden z prvních experimentů, který ukázal, že bakterie mohou získat DNA prostřednictvím procesu.
Otázka: Co Griffith pro svůj experiment použil?
A: Griffith použil pro svůj experiment dva kmeny Streptococcus pneumoniae, kmen typu III-S (hladký) a typ II-R (drsný).
Otázka: Jak experiment probíhal?
Odpověď: Při experimentu byly bakterie kmene III-S usmrceny teplem a jejich zbytky byly přidány k bakteriím kmene II-R. Ačkoli ani jeden z nich sám o sobě myším neublížil, směs těchto dvou kmenů dokázala myši usmrtit.
Otázka: K jakému závěru dospěl Griffith na základě svých výsledků?
Odpověď: Na základě svých výsledků Griffith dospěl k závěru, že typ II-R byl "transformován" na smrtící kmen III-S pomocí "transformačního principu", který byl nějakým způsobem součástí mrtvých bakterií kmene III-S. V tomto případě se jednalo o "transformační princip".
Otázka: Kdo později potvrdil, co je vlastně tento transformační princip?
Odpověď: Avery, McLeod a McCarty, stejně jako Hershey a Chase později potvrdili, že tento transformační princip je ve skutečnosti DNA z bakterie kmene III-S.
Otázka: Jak k této transformaci dochází?
Odpověď: K transformaci dochází, když DNA z kmene III-S přežije zahřívání a je převzata bakteriemi kmene II-R. Tím získají geny, které kolem nich vytvoří ochranný štít, takže jsou chráněny před útokem imunitního systému hostitele a mohou pak hostitele zabíjet.
Vyhledávání