科学家是如何证明遗传物质是DNA

在地球上,从古至今生活着各种各样的生物,它们一代代相传,使得地球欣欣向荣,繁衍不息,然而在这个过程中,是什么在起着关键作用呢,各种物种是通过传递什么,从而保证物种能一直延续呢?

通过科学家们不断的探索,终于发现原来遗传物质是DNA,各种生物通过将遗传信息隐藏在DNA中,利用DNA确保自己物种得以繁衍,DNA包含了物种生长发育需要的所有信息。然而,在生物体中含有各种生物大分子和小分子,科学家们是怎么证明DNA就是遗传物质的呢?

主要是通过三个经典的实验确定了遗传物质主要是DNA。

1928年英国科学家格里菲思,通过肺炎双球菌细菌转化实验证明存在一种“转化因子“,这种因子其实是DNA、蛋白质和多糖的结合体,没有明确是哪种成分。这个实验基于格里菲思的一个发现,他发现肺炎双球菌的菌落有两种类型: 一种是光滑的圆顶形,形态较为规则,这种菌有荚膜,能引起小鼠死亡,被称为光滑型( Smooth,S 型) ; 另一种菌落为颗粒状、不规则,这种菌无荚膜,是减毒的,不会导致小鼠死亡,被称为粗糙型( Rough,R 型) 。S型菌被加热致死后就失去了伤害动物的能力,将加热致死的S型肺炎双球菌与无毒的R型肺炎双球菌混在一起注射到小鼠体内,发现小鼠会感染肺炎双球菌而死亡,并且可以从小鼠尸体中分离得到有毒的S型肺炎双球菌。因此通过这个实验说明存在一种“转化因子“,这种因子是DNA、蛋白质和多糖的结合体。

时间来到了1944年,美国科学家艾弗里和他同事将转化物质进行纯化,证明这种“转化因子”是DNA,但因为当时的实验条件所限,纯化提取的DNA仍然含有少量蛋白质,当时许多人仍然相信是其中少量的蛋白质起到遗传作用,因此,仍然不能确认遗传物质是DNA。

又过了多年,到1952年,赫尔希和蔡斯以大肠杆菌T2噬菌体为材料,噬菌体T2是感染大肠杆菌的病毒,当噬菌体加入到细菌中时,他们吸附于细菌外表面,然后注入一些物质进入细菌,一段时间后细菌破裂并释放子代噬菌体。

基于此,赫尔希和蔡斯设计了一个绝妙的实验,他们将噬菌体的外壳蛋白质组分用35S放射性标记,DNA组分用32P放射性标记,然后用他们感染细菌,之后,将细菌搅拌震荡后破碎被噬菌体感染的细菌,经过离心后分理处两种成分,一种是包含从细菌表面释放出的空噬菌体外壳,主要是被35S放射性标记的蛋白质,另一种是被感染的细菌本身,主要是被32P放射性标记。而32P放射性标记的是噬菌体的DNA,因此噬菌体注入细菌内的物质是DNA,遗传物质是DNA。

通过以上可以看出,科学的发展和对生命的认知是一步一步往前走的,后人是在前人的基础上逐渐接近真相和认知世界的,也正是通过以上科学家们在总结前人研究经验的同时,不断探索和尝试,最终确定了遗传物质是DNA。


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页面更新:2024-04-23

标签:遗传物质   赫尔   双球菌   噬菌体   小鼠   放射性   肺炎   因子   蛋白质   细菌   科学家

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