Is DNA een virale infectiemiddel?
Krijg het antwoord van: Is DNA een virale infectiemiddel?
Een bacteriofaag (T2-virus) infecteert de bacterie Escherichia coli. Na infectie vermenigvuldigt het virus zich en worden de T2-fagen vrijgegeven met de lysis van de bacteriële cellen. Zoals we weten, bevat de T2-faag zowel DNA als eiwitten. Nu rijst de vraag, welke van de twee componenten de informatie heeft om te programmeren voor de vermenigvuldiging van meer virale deeltjes.
Hoffelijkheid van afbeelding: nist.gov/oles/forensics/images/DNA-Strand.jpg
Om dit probleem op te lossen, bedachten Hershey en Chase (1952) een experiment met twee verschillende preparaten van T 2 -fagen. In één bereiding maakten ze eiwit gedeeltelijk radioactief en in de andere bereiding werd het DNA radioactief gemaakt. Daarna werd een cultuur van E. coli geïnfecteerd gemaakt door deze twee faagbereidingen.
Onmiddellijk na infectie en vóór de lysis van bacteriën werden de E. coli-cellen voorzichtig in een menger geschud zodat de aanhangende faagdeeltjes werden losgemaakt en vervolgens werd de kweek gecentrifugeerd. Met het resultaat werden de zwaardere pellets van geïnfecteerde bacteriecellen neergezet in de bodem van de buis.
De lichtere virale deeltjes en die deeltjes die de bacteriecellen niet binnendrongen werden gevonden in het supernatant. Er werd gevonden dat wanneer T2-faag met radioactief DNA werd gebruikt om E. coli in het experiment te infecteren, de zwaardere bacteriepellet ook radioactief was. Aan de andere kant, wanneer T2-faag met radioactief eiwit werd gebruikt, had de bacteriepellet zeer weinig radioactiviteit en het grootste deel van de radioactiviteit werd in supernatant gevonden.
Dit experiment heeft bewezen dat tijdens infectie met T2-faag, het DNA daadwerkelijk de bacterie is binnengekomen, wanneer dergelijke geïnfecteerde bacteriële cellen verder werden ontwikkeld, zij lysis en nieuwe faagdeeltjes werden gevormd.
Dit beroemde experiment, uitgevoerd door Hershey en Chase (1952), heeft bewezen dat het het virale DNA is en niet het eiwit dat informatie bevat voor de productie van meer T 2 faagdeeltjes, en daarom is DNA genetisch materiaal. Bij sommige virussen (bijv. TMV, influenzavirus en poliovirus) dient RNA echter als genetisch materiaal.
Hershey en Chase voerden twee experimenten uit. In één experiment werd E. coli gekweekt in een medium dat de radio-isotoop S35 bevat en in de andere experimenten werd E. coli gekweekt in een medium dat de radio-isotoop P32 bevat. Bij deze experimenten werden E. coli-cellen geïnfecteerd met T2-fagen vrijgemaakt uit E. coli-cellen gekweekt in S35- medium met S35 in hun proteïne-capside, en die van P32-medium hadden P32 in hun DNA.
Wanneer deze fagen werden gebruikt om nieuwe E.coli-cellen in normaal medium te infecteren, vertoonden de bacteriecellen die infectie hadden door met S35 gemerkte fagen de radioactiviteit in hun celwand en niet in cytoplasma. Terwijl de bacteriën geïnfecteerd met met P32 gemerkte fagen de omgekeerde toestand hadden getoond.
Dus kan worden gezegd dat wanneer T2-faag de bacteriële cel infecteert, het eiwit-capside ervan buiten de bacteriële cel blijft maar zijn DNA het cytoplasma van de bacterie binnengaat. Wanneer de geïnfecteerde cellen van bacteriën worden gelyseerd, worden nieuwe complete virale deeltjes (T2-fagen) gevormd.
Dit bewijst, dat viraal DNA de informatie voor de synthese van kopieën van DNA en eiwit capsiden draagt. Dit toont aan dat DNA genetisch materiaal is. Dat deel van elk nucleotide dat een stikstofhoudende base en deoxyribose bevat, wordt deoxyribonucleoside genoemd.
De vier deoxyribonucleotiden komen behalve in DNA-moleculen ook voor in nucleoplasma en cytoplasma, maar ook in hun trifosfaatvormen zoals deoxyadenosinetrifosfaat (dATP), deoxyguanosinetrifosfaat (dGTP), deoxycytidine-trifosfaat (dCTP) en thymidinetrifosfaat (TTP). Het belang van het optreden van deoxyribonucleotiden in trifosfaatvormen ligt in feite dat tijdens DNA-polymerase-enzym alleen kan werken op trifosfaten van deoxyribonucleotiden.
Dit experiment laat zien dat alleen het faag-DNA de bacteriële cel binnengaat en niet de eiwitlaag. Het laat duidelijk zien dat DNA alleen verantwoordelijk is voor de synthese van nieuwe virussen in de bacteriecellen. Dit toont aan dat DNA genetisch materiaal is en geen eiwit. In tabakmozaïekvirus (TMV) bestaat de binnenkern uit RNA in plaats van DNA, dus in dit geval is RNA genetisch materiaal.
