Dějiny objevu a výzkumu DNA

Dějiny objevu a výzkumu DNA, deoxyribonukleové kyseliny, začaly již v době, kdy nebylo nic známo o existenci této molekuly, ale objevovaly se vlastnosti živých organismů, které se dnes vysvětlují právě speciální povahou DNA. DNA jako taková byla objevena v roce 1869, její struktura však byla objasněna až v polovině 50. let 20. století. 20. a 21. století jsou ve znamení obrovského rozvoje poznatků o struktuře a vlastnostech deoxyribonukleové kyseliny.

Watsonův a Crickův model dvoušroubovice DNA

Dědičnost

Za zakladatele dnešní genetiky je považován brněnský kněz a středoškolský profesor Johann Gregor Mendel, který se zabýval křížením různobarevných odrůd hrachu. Mendel po mnohaletém experimentování a poctivém zapisování statistik svých křížení dospěl k závěru, že barva květů, stejně jako další dědičné znaky, se nezískávají rostliny od mateřské rostliny přímo, ale prostřednictvím tzv. elementů. Tyto elementy významově vlastně odpovídají dnešnímu chápání pojmu gen. Mendel formuloval 2 pravidla, která byla později pojmenována jako Mendelovy zákony a jsou platné pro všechny pohlavně se rozmnožující organizmy.

V své době, kdy se o genetice ještě nic nevědělo, předstihla jeho práce svou dobu a přestože byla poprvé zveřejněna již v roce 1866, veřejné proslulosti se dočkala až mnohem později. Až v roce 1900 ji nezávisle na sobě objevili tři vědci (Erich von Tschermak, Hugo de Vries a Karl Erich Correns) a potvrdili její platnost.

DNA
Význam Averyho (na fotografii) spočívá v jeho experimentech, jež objasnily funkci DNA

Molekula DNA jako taková byla objevena v roce 1869, kdy se švýcarskému lékaři Miescherovi podařilo vyizolovat DNA z bílých krvinek, obsažených v hnisu. Nedařilo se však vytvořit dostatečně čistý vzorek na to, aby DNA mohla být dále zkoumána.

O funkci DNA toho dlouho nebylo moc známo. Ve dvacátých letech pak Frederick Griffith dokázal, že je možné pneumokoky jednoho typu přeměnit v typ jiný, pokud jsou vystaveny působení zahřátého buněčného extraktu tohoto jiného typu a že tato změna je trvalá a dědičná. První důkaz o roli DNA v přenosu genetické informace přinesl v roce 1943 slavný Averyho-MacLeodův-McCartyho experiment, který provedli Oswald Avery společně s Colinem MacLeodem a Maclynem McCartym. Sérií pokusů rovněž s transformací pneumokoků zjistili, že DNA je genetickým materiálem buněk.[1] Další důkaz přinesl v roce 1952 Hersheyho-Chaseové experiment, který prokázal, že u virů není podstatou dědičnosti protein (kapsida), nýbrž DNA.[2]

Struktura DNA
James D. Watson a Francis Crick (vpravo), podávající si ruce s Maclynem McCartym (vlevo).

První rentgenový difrakční obraz DNA byl vytvořen v laboratoři anglického biologa Williama Astburyho v roce 1937.[3] Dlouho však vědci spíše tápali. Objevit charakteristickou strukturu DNA se podařilo až v roce 1953 dvěma mladým vědcům z Cambridge - Američanovi Jamesi Watsonovi a Britovi Francisi Crickovi, který studoval rentgenovou strukturní analýzu. Právě tato experimentální metoda se jevila, při zkoumání struktury DNA, jako nejslibnější. Problémem však bylo, že DNA nebylo možné izolovat čistou a že nekrystalizovala. Přesto Rosalind Franklinová dokázala změřit difrakční vzor DNA. Blízko k sestavení modelu DNA byl Linus Pauling, který sestrojil trojšroubovicový model, bez znalosti difraktogramů Franklinové. Naproti tomu Watson a Crick díky Maurici Wilkinsovi difraktogramy Franklinové spatřili a vyvodili z nich helicitu molekuly a opakující se motiv po 0,2 nm. Model DNA sestavili 28. března 1953. Je jím dvojitý helix s antiparalelní orientací obou řetězců, s bázemi uvnitř molekuly, kde se párují A-T a G-C pomocí vodíkových vazeb a s hlavním řetězcem orientovaným do okolí. Svůj objev prezentovali v časopise Nature článkem „A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid“. V roce 1962 obdrželi společně Crick, Watson a Wilkins Nobelovu cenu za fyziologii a lékařství. Franklinová se pro tragické úmrtí této ceny nedočkala.

Klíčové objevy ve výzkumu DNA

Reference
  1. Avery O, MacLeod C, McCarty M. Studies on the chemical nature of the substance inducing transformation of pneumococcal types. Inductions of transformation by a desoxyribonucleic acid fraction isolated from pneumococcus type III. J Exp Med. 1944, roč. 79, čís. 2, s. 137–158. Dostupné online. DOI 10.1084/jem.79.2.137. PMID 19871359.
  2. Hershey A, Chase M. Independent functions of viral protein and nucleic acid in growth of bacteriophage. J Gen Physiol. 1952, roč. 36, čís. 1, s. 39–56. Dostupné online [PDF]. DOI 10.1085/jgp.36.1.39. PMID 12981234.
  3. Astbury W,. Nucleic acid. Symp. SOC. Exp. Bbl. 1947, roč. 1, čís. 66.

Externí odkazy
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.