Hershey-Chase-experimenten: Beviset för DNA som genetiskt material
Hershey-Chase-experimenten 1952: avgörande bevis för DNA som genetiskt material — historik, metod och betydelse för modern genetik.
Hershey-Chase-experimenten var en serie experiment som inleddes 1952 av Alfred Hershey och Martha Chase.
Experimenten skulle bekräfta att DNA var det genetiska materialet i levande varelser, vilket den schweiziske läkaren Friedrich Miescher hade upptäckt i sina experiment på vita blodkroppar, leukocyter, mellan 1868 och 69. Hershey delade Nobelpriset i fysiologi eller medicin 1969 för sina "upptäckter om virusens genetiska struktur".
Hershey och Chase använde bakteriofager (virus som infekterar bakterier), särskilt fagen T2, för att testa vilket material — protein eller DNA — som överförde ärftlig information till en bakterie vid infektion. Valet av fager gjorde experimentet tydligt och enkelt att tolka eftersom en fag består i huvudsak av ett hölje av protein och ett internt arvsmassakit bestående av DNA.
Metod i korthet:
- Radioaktiv märkning: Fagernas proteiner märktes med radioaktivt svavel (35S) eftersom aminosyror som cystein och metionin innehåller svavel, medan DNA saknar svavel. Fagernas DNA märktes separat med radioaktivt fosfor (32P) eftersom DNA:s skelett innehåller fosfat.
- Infektion: De märkta fagerna fick infektera Escherichia coli‑bakterier under kort tid så att endast en infektionsrunda inleddes.
- Separation: Efter infektionen användes en blender för att slå loss fagarnas tomma proteinhöljen från bakterierna, varefter provet centrifugerades för att skilja bakterierna (pellet) från supernatanten som innehöll de lösgjorda höljen.
- Mätning: Aktiviteten av 32P och 35S mättes i pellet och supernatant för att avgöra vilket material som hamnat inne i bakterierna.
Resultat och slutsats: De radioaktiva mätningarna visade att den radioaktiva fosforn (32P), alltså DNA, huvudsakligen återfanns i bakteriepelletet, medan det radioaktiva svavlet (35S), alltså proteinet, främst fanns i supernatanten. Detta visade att det var DNA:t — inte proteinet — som trängde in i bakterierna och förde med sig den information som behövdes för att producera nya fager. Hershey och Chase drog slutsatsen att DNA är det genetiska materialet.
Vetenskaplig kontext och betydelse: Trots att tidigare arbeten, särskilt Avery–MacLeod–McCartys experiment 1944, redan pekat på DNA som arvsmassa, mötte dessa studier skepsis. Hershey‑Chase‑experimenten gav ett enklare och mer övertygande bevis i ett experimentellt system (bakteriofager) som många forskare accepterade. Resultaten bidrog starkt till att fastställa DNA:s roll i ärftlighet och lade grunden för modern molekylärgenetik — allt från förståelsen av geners funktion till senare upptäckter om DNA‑struktur, genreglering och utvecklingen av genteknik.
Efterspel och erkännande: Alfred Hershey tilldelades 1969 Nobelpriset i fysiologi eller medicin, ett pris han delade med Max Delbrück och Salvador Luria för arbeten som rörde virusens genetiska struktur och bakteriofagernas betydelse för genetikforskningen. Hershey‑Chase‑experimentet är fortfarande ett klassiskt exempel på hur en enkel, välkontrollerad experimentell design kan ge avgörande bevis i en grundläggande biologisk fråga.
Begränsningar och vidare bekräftelser: Som i alla experiment togs noggrannhet i märkning och kontroller i beaktande — exempelvis att proteiner inte innehåller betydande fosfor och att DNA inte innehåller svavel i relevant omfattning. Senare tekniker och åtminstone hundratals efterföljande studier har bekräftat DNA:s roll som arvsmassa i alla levande organismer.
Experimentet
Metod
Hershey och Chase använde T2-fag, en bakteriofag. Fagen infekterar en bakterie genom att fästa vid den och injicera sitt genetiska material i den.
De märkte fag-DNA:t med radioaktiv fosfor-32. Därefter följde de fagerna medan de infekterade E. coli. De fann att det radioaktiva elementet som lämnades kvar på fagens DNA fanns bara i bakterien och inte i fagen, vilket betyder att DNA:t hade kommit in i bakterien.
I ett andra experiment satte Hershey och Chase etiketter på fageproteinet med radioaktivt svavel-35. Efter att fagen hade fästs vid bakterien hittades det radioaktiva elementet i fagen, men inte i bakterien. Detta innebär att fagens proteiner stannade kvar på utsidan av bakterien. Dessa resultat visade Hershey och Chase att det genetiska materialet som infekterar bakterierna är DNA.
Frågor och svar
F: Vem genomförde experimentet Hershey-Chase?
S: Hershey-Chase-experimentet utfördes av Alfred Hershey och Martha Chase.
F: Vad var syftet med Hershey-Chase-experimentet?
S: Syftet med Hershey-Chase-experimentet var att bekräfta att DNA var det genetiska materialet i levande varelser.
F: När utfördes Hershey-Chase-experimenten?
S: Hershey-Chase-experimenten utfördes 1952.
F: Vem är Friedrich Miescher och vad bidrog han med till studien av DNA?
S: Friedrich Miescher var en schweizisk läkare som upptäckte att DNA var det genetiska materialet i levande varelser i sina experiment på vita blodkroppar, eller leukocyter, mellan 1868 och 69.
F: Vad fick Alfred Hershey det delade Nobelpriset i fysiologi eller medicin för?
S: Alfred Hershey fick dela på Nobelpriset i fysiologi eller medicin för sina upptäckter om virus genetiska struktur.
F: Varför var det viktigt att bekräfta att DNA är det genetiska materialet i levande varelser?
S: Att bekräfta att DNA är det genetiska materialet i levande varelser var viktigt eftersom det gav en bättre förståelse för hur genetiska egenskaper förs vidare från generation till generation.
F: Hur bekräftade Hershey-Chase-experimenten att DNA är det genetiska materialet i levande varelser?
S: Hershey-Chase-experimenten bekräftade att DNA är det genetiska materialet i levande varelser genom att visa att det är DNA från ett virus som infekterar en bakteriecell, vilket leder till produktion av nya viruspartiklar.
Sök