Identificação do Princípio Transformante

Primeiro experimento a fim de identificar o DNA como material genético: 

(Experimento de Oswald Avery)

Dezesseis anos após o trabalho de Griffith, (Oswald Avery, Colin Mac Leod, Mac Lyn e  Mac Carty) relataram a repetição com sucesso ao trabalho anterior, mas in vitro, e  conseguiram identificar o princípio transformador ou a substância química que promove  a transformação:

A maioria dos cientistas dizia que o responsável pela transferência de material  genético entre as células era as proteínas.

Mas após repetir a experiência muitas vezes, entre 1932 e 1944, Avery provou que era o  Ácido Desoxirribonucléico (DNA) é o responsável pela transferência de material  genético  entre células num processo chamado "transformação".

A descoberta sugeria que o DNA seria o material genético básico da célula, fato que veio  a ser confirmado por cientistas posteriores. O trabalho de Avery inspirou várias  pesquisas sobre a estrutura do DNA, agora conhecida como código genético.

Fonte: https://www.icb.ufmg.br/big/big623/dna.pdf

Figura 3: Experimento de Oswald Avery in vitro, através do qual ele conseguiu identificar o princípio transformador ou a substância química que promove a transformação.

Fonte: https://profiles.nlm.nih.gov/CC/A/A/L/P/

Figura 4: Imagem de Oswald Avery.

Segundo experimento a fim de identificar o DNA ou proteínas como material  genético:

(Experimento de Hersey e Chase)

Experimento de Hershey e Chase 1952: Evidência adicional indicando que o DNA é o  material genético resultou de um estudo com o bacteriófago (fago) T2 do qual foi  conduzido por Alfred Hershey e Martha Chease.

Fonte: https://www.brasilescola.com/biologia/reproducao-dos-virus-dna.htm

Figura 5: T2 bacteriófago (fago) que infecta a bactéria Escherichia coli.

Como o fago se reproduz:

1-) Liga-se a parede externa de uma bactéria e injeta seu DNA na célula.

2-) DNA se replica e comanda a célula para sintetizar a proteína do fago.

3-) DNA do fago fica encapsulado dentro das proteínas, gerando os fagos da prole  que arrebicam a célula e escapam.

Biólogos não compreendiam exatamente como os fagos se reproduzem, eles sabiam  que:

- Fago consiste em 50% proteínas e 50% de ácido nucléico.

- Fago infecta uma célula ligando-se a parede celular, fagos da prole são produzidos  dentro da células.

- Prole leva as mesmas características que o Fago infectante, então o material  genético  do fago infectante deve ser transmitido para a prole. Mas como tudo isso  ocorre não era conhecido.

Fonte: https://grasielabioblog.blogspot.com/feeds/posts/default

Figura 6: Representa os modos de reprodução de uma bactéria.

Hersey e Chase fizeram uma série de experimentos para determinar se a proteína do  fago ou o DNA do fago era transmitido na reprodução do fago.

Passo a passo como ocorreu o experimento de Hersey e Chase:

Passo 1: Cultivaram o fago T2 em dois meios separados:

O primeiro meio continha enxofre radioativo 35S, que era absorvido pelos vírus em  sua cápsula de proteína.

O segundo meio continha fósforo radioativo 32P, que era absorvido pelo vírus em  seu  DNA.

Passo 2: Bactéria E.coli foram infectadas pelos fagos contendo ou suas proteínas, ou  o seu DNA marcados com isótopos radioativos

Tanto no primeiro quanto no segundo meio foram adicionados junto aos fagos  radioativos células de E.coli. Passado alguns minutos as células bacterianas já  estavam infectadas pelos fagos.

Passo 3: Nos dois meios as células infectadas que ainda tinham acopladas em si os  fagos radioativos  foram submetidas a forças desagregadoras com baixa velocidade  em um misturados, portanto as cápsulas dos fagos foram separadas das células e as  partículas  dos fagos suspensas.

No primeiro meio a maior parte da radioatividade (e logo as proteínas) podiam ser  removidas das células sem afetar a reprodução da prole dos fagos.

No segundo meio toda a radioatividade (e logo o DNA) se encontrava dentro das  células de E.coli, isto é o DNA não era removido pela desagregação no misturador.

Resultado: Indica que o DNA do vírus entra na célula hospedeira, enquanto a capa de  proteína fica fora da célula, como a prole do vírus é produzida dentro da célula, os  resultados indicam que a informação genética que dirige a síntese tanto das  moléculas de DNA quanto das capas de proteína da prole viral devem estar presente  no DNA parental. Além disso, demonstrou-se que as partículas da prole continham  parte do  32P, mas nenhum 35S do fago parental.

Fonte: https://www.esec-odivelas.rcts.pt/BioGeo/ficha_trab2.htm

Figura 7: Na experiência de Hersey e Chase, foram cultivados vírus em dois meios separados: um deles  contendo fósforo radioativo que era absorvido pelo DNA e o outro contendo enxofre radioativo que era  absorvido pela proteína, após a bactéria ser infectadas com esses dois tipos de vírus, somente o fósforo foi  encontrado nas mesmas, provando que as proteínas eram, descartadas e o DNA era o único material genético.

Fonte: https://www.uic.edu/classes/bios/bios100/summer2003/chase.htm

Figura 8: Imagem de Martha Chase (1930- ) e Alfred Hershey (1908 - 1997)
no laboratório em 1953

IMPORTANTE: Houve uma falha na prova de Hershey e Chase ao afirmar que o  material genético do fago F2 era o DNA, pois foi encontrada uma quantidade  significativa de 35S (logo proteína) no DNA das células hospedeiras, após a infecção  dos fagos na célula das E. coli ai, portanto foi questionado se esta pequena fração de  proteínas do fago continha algum tipo de informação genética.

EXPERIMENTO DE TRANSFECÇÃO:

Recentemente cientistas, desenvolveram experimentos, nos quais células com  paredes removidas (protoplastos) de E. coli foram infectadas com DNA puro dos  fagos, porém nesses experimentos foi produzida uma prole normal de fagos  infectivos, chamados experimentos de transfecção, provando assim que o material  genético de tais vírus bacterianos é o DNA.