Er DNA en virusinficerende agent?
Få svaret på: Er DNA et virusinficerende middel?
En bakteriofag (T 2 virus) inficerer bakterien Escherichia coli. Efter infektion multiplicerer viruset og T2-fagerne frigives med lysis af bakteriecellerne. Som vi ved, indeholder T 2- fag både DNA og proteiner. Nu opstår spørgsmålet, hvilken af de to komponenter har informationen til at programmere for multiplikationen af flere virale partikler.
Image Courtesy: nist.gov/oles/forensics/images/DNA-Strand.jpg
For at løse dette problem udarbejdede Hershey og Chase (1952) et eksperiment med to forskellige præparater af T2-fag. I et præparat fremstillede de protein-del radioaktive, og i det andet præparat blev DNA'et gjort radioaktivt. Derefter blev en kultur af E. coli gjort inficeret af disse to fagpræparater.
Umiddelbart efter infektion og før lysis af bakterier blev E. coli-cellerne omrørt forsigtigt i en blander, således at de klæbende fagpartikler blev løsnet, og derefter blev kulturen centrifugeret. Med resultatet blev de tyngre pellets af inficerede bakterieceller aflejret i bunden af røret.
De lettere virale partikler og de partikler, som ikke kom ind i bakteriecellerne, blev fundet i supernatanten. Det blev fundet, at når T2-fag med radioaktivt DNA blev brugt til at inficere E. coli i eksperimentet, var den tyngre bakteriepellet også radioaktiv. På den anden side, hvor T2-fag med radioaktivt protein blev anvendt, havde bakteriepellet meget ringe radioaktivitet, og størstedelen af radioaktiviteten blev fundet i supernatant.
Dette eksperiment har vist, at det under infektion med T2-fag er det DNA, der faktisk trådte ind i bakterierne, når sådanne inficerede bakterieceller blev udviklet yderligere, de lyserede og nye fagpartikler blev dannet.
Dette berømte eksperiment udført af Hershey og Chase (1952) har vist, at det er det virale DNA og ikke proteinet der indeholder information til produktion af flere T 2 fagpartikler derfor DNA er genetisk materiale. I nogle virusser (f.eks. TMV, influenzavirus og poliovirus) fungerer RNA imidlertid som genetisk materiale.
Hershey og Chase gennemførte to eksperimenter. I et forsøg blev E. coli dyrket i et medium indeholdende radioisotop S35, og i de andre forsøg blev E. coli dyrket i et medium indeholdende radioisotop P 32 . I disse forsøg blev E. coli-celler smittet med T2-fag frigivet fra E. coli-celler dyrket i S35- medium, S35 i deres proteinkapsel, og dem fra P32-medium havde P32 i deres DNA.
Når disse fager blev brugt til at inficere nye E.coli-celler i normalt medium, viste bakteriecellerne, der havde infektion med S 35- mærkede fager, radioaktiviteten i deres cellevæg og ikke i cytoplasma. Mens de bakterier, der er inficeret med P 32- mærkede fager, havde vist den omvendte tilstand.
Således kan det siges, at når T2-fag inficerer bakteriecellen, forbliver dens proteinkapsid uden for bakteriecellen, men dens DNA går ind i bakteriens cytoplasma. Når de inficerede celler af bakterier bliver lyseret, dannes nye komplette virale partikler (T2 phages).
Dette viser, at viralt DNA bærer informationen til syntese af kopier af DNA- og proteinkapider. Dette viser, at DNA er genetisk materiale. Den del af hvert nukleotid, som indeholder en nitrogenholdig base og deoxyribose, kaldes deoxyribonukleosid.
De fire deoxyribonukleotider udover forekomsten i DNA-molekylet forekommer også i nukleoplasma og cytoplasma, men i deres triphosphatformer såsom deoxyadenosintrifosfat (dATP), deoxyguanosintrifosfat (dGTP), deoxycytidintrifosfat (dCTP) og thymidintrifosfat (TTP). Betydningen af forekomsten af deoxyribonukleotider i triphosphatformer ligger faktisk, at under DNA-polymeraseenzym kun kan virke på triphosphater af deoxyribonukleotider.
Dette eksperiment viser, at kun fag-DNA kommer ind i bakteriecellen og ikke proteinkappen. Det viser tydeligt, at DNA alene er ansvarlig for syntesen af nye virusser inde i bakteriecellerne. Dette viser, at DNA er genetisk materiale og ikke protein. I tobaksmosaikvirus (TMV) består den indre kerne af RNA i stedet for DNA, og derfor er RNA i dette tilfælde genetisk materiale.
