Dějiny objevu a výzkumu DNA

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Watsonův a Crickův model dvoušroubovice 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.

Dědičnost[editovat | editovat zdroj]

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, 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 poprve 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[editovat | editovat zdroj]

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[editovat | editovat zdroj]

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[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  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[editovat | editovat zdroj]