Är DNA ett virusinfektionsmedel?
Få svaret på: Är DNA ett virusinfektionsmedel?
Ett bakteriofag (T2-virus) infekterar bakterien Escherichia coli. Efter infektion multipliceras viruset och T2-fagen släpps med lysen av bakteriecellerna. Som vi vet innehåller T 2- fagen både DNA och proteiner. Nu uppstår frågan vilken av de två komponenterna som har informationen att programmera för multiplikationen av fler virala partiklar.
Image Courtesy: nist.gov/oles/forensics/images/DNA-Strand.jpg
För att lösa detta problem utformade Hershey och Chase (1952) ett experiment med två olika preparat av T2-fag. I en beredning gjorde de proteindel radioaktiva och i den andra preparaten gjordes DNA-radioaktivt. Därefter gjordes en kultur av E. coli infekterad av dessa två fagpreparat.
Omedelbart efter infektion och före lys av bakterier omrördes E. coli-cellerna försiktigt i en blandare så att de vidhäftande fagpartiklarna löstes och sedan centrifugerades kulturen. Med resultatet sänktes de tyngre pelletsna av infekterade bakterieceller i botten av röret.
De lättare virala partiklarna och de partiklar som inte kom in i bakteriecellerna hittades i supernatanten. Det visade sig att när T2-fag med radioaktivt DNA användes för att infektera E. coli i experimentet var den tyngre bakteriepelleten också radioaktiv. Å andra sidan när T2-fag med radioaktivt protein användes hade bakteriepelleten mycket liten radioaktivitet och det mesta av radioaktiviteten hittades i supernatanten.
Detta experiment har visat att under infektion med T2-fag är det DNA som faktiskt kom in i bakterierna när sådana infekterade bakterieceller utvecklades vidare lyserades och nya fagpartiklar bildades.
Detta kända experiment utfört av Hershey och Chase (1952) har visat att det är viralt DNA och inte protein som innehåller information för produktion av fler T2-fagpartiklar, varför DNA är genetiskt material. Men i vissa virus (t.ex. TMV, influensavirus och poliovirus) fungerar RNA som genetiskt material.
Hershey och Chase genomförde två experiment. I ett försök odlades E. coli i ett medium innehållande radioisotopen S35 och i de andra experimenten odlades E. coli i ett medium innehållande radioisotop P 32 . I dessa försök gjordes E. coli-celler infekterade med T2-fag frigjord från E. coli-celler odlade i S35-medium har S35 i sin proteinkapsid och de från P32-medium hade P32 i deras DNA.
När dessa fag användes för att infektera nya E.coli-celler i normalt medium visade bakteriecellerna som hade infektion med S 35- märkta fager radioaktiviteten i sin cellvägg och inte i cytoplasma. Medan bakterierna infekterade med P 32- märkta fager hade visat det omvända tillståndet.
Således kan man säga att när T2-fag infekterar bakteriecellen, kvarstår dess proteinkapsid utanför bakteriecellen men dess DNA går in i bakteriens cytoplasma. När de infekterade cellerna av bakterier blir lyserade bildas nya fullständiga virala partiklar (T2-fager).
Detta visar att virus DNA bär informationen för syntes av kopior av DNA- och proteinkapider. Detta visar att DNA är genetiskt material. Den del av varje nukleotid som innehåller en kvävebas och deoxyribos kallas deoxiribonukleosid.
De fyra deoxiribonukleotiderna förutom de som förekommer i DNA-molekylen förekommer också i nukleoplasma och cytoplasma, men i deras trifosfatformer, såsom deoxiduanosintrifosfat (dATP), deoxyguanosintrifosfat (dGTP), deoxycytidintrifosfat (dCTP) och tymidintrifosfat (TTP). Betydelsen av förekomst av deoxiribonukleotider i trifosfatformer ligger faktiskt att under DNA-polymerasenzym endast kan reagera på trifosfater av deoxiribonukleotider.
Detta experiment visar att endast fag-DNA tränger in i bakteriecellen och inte proteinhöljet. Det visar tydligt att DNA ensamt är ansvarigt för syntesen av nya virus inuti bakteriecellerna. Detta visar att DNA är genetiskt material och inte protein. I tobaksmosaikvirus (TMV) består den inre kärnan av RNA istället för DNA, varför RNA i detta fall är genetiskt material.
