Griffiths eksperiment (1928): DNA-transformation i Streptococcus pneumoniae
Griffiths eksperiment (1928): Banebrydende opdagelse af DNA-transformation i Streptococcus pneumoniae — hvordan døde bakterier overfører dødelige egenskaber til levende stammer.
Griffiths eksperiment var et eksperiment, der blev udført i 1928 af Frederick Griffith. Det var et af de første eksperimenter, der viste, at bakterier kan få DNA gennem en proces, der kaldes transformation. Eksperimentet lagde grundlaget for forståelsen af, at arveligt materiale kan overføres mellem celler og ændre deres egenskaber.
Forsøgets opbygning
Griffith arbejdede med to stammer af Streptococcus pneumoniae og brugte mus som forsøgsdyr for at undersøge bakteriernes virulens:
- III-S (glat): Dækker sig med en polysaccharidkapsel, som beskytter bakterien mod værtens immunsystem. Infektion med levende S-stammer dræber mus.
- II-R (ru): Mangler kapsel; bliver normalt nedkæmpet af værtens immunsystem og dræber ikke mus.
Griffith lavede flere kontroldata: mus indgivet med levende II-R overlevede; mus indgivet med levende III-S døde; mus indgivet med varmebehandlede (døde) III-S overlevede. Den afgørende prøve var, at når varmebehandlede III-S blev blandet med levende II-R og denne blanding injiceret i mus, døde musene.
Resultater og fortolkning
Efter døden fandt Griffith både levende II-R- og levende III-S-stammer af S. pneumoniae i blodet fra de døde mus. Ud fra dette konkluderede han, at nogle "faktorer" fra de døde III-S-bakterier havde overført en egenskab til de levende II-R-bakterier — en proces han kaldte et "omdannelsesprincip". Ifølge Griffith var denne omdannelse ansvarlig for, at II-R-bakterierne nu kunne producere kapsel og dermed blive virulente.
I dag ved vi, at det "transformerende princip", som Griffith så, var DNA'et fra III-S-bakteriestammen. Bakterierne var blevet dræbt ved varmebehandlingen, men deres DNA overlevede og blev optaget af II-R-bakterierne. III-S-stammens DNA indeholder generne til produktion af den beskyttende polysaccharidkapsel; når disse gener blev indført i II-R-bakterierne, kunne de nu danne kapsel og unddrage sig værtens immunforsvar.
Efterfølgende undersøgelser og betydning
Den nøjagtige natur af det transformerende princip blev senere fastslået af Avery, McLeod og McCarty (1944), som brugte biokemiske analyser til at vise, at DNA — og ikke protein eller andre komponenter — var det stoffet, der kunne overføre virulens. Endvidere bekræftede eksperimenterne af Hershey og Chase (1952) DNA's rolle som det arvelige materiale, denne gang i bakteriofager (virus, der angriber bakterier).
Griffiths arbejde var et tidligt og vigtigt skridt i opdagelsen af DNA som arvestof. Det introducerede begrebet genetisk transformation — en form for horizontal genoverførsel — som i dag er kendt som én af flere mekanismer, hvorved bakterier kan udveksle genetisk materiale (andre mekanismer inkluderer konjugation og transduktion). Transformation er også vigtigt i molekylærbiologi som metode til kunstigt at overføre DNA mellem celler.
Moderne forståelse
Vi ved i dag mere om den cellulære mekanisme bag transformation: nogle bakterier kan blive naturligt kompetente og aktivt optage frit DNA fra omgivelserne gennem specifikke proteiner, der transporterer DNA over cellemembranen. Optaget DNA kan herefter blive integreret i bakteriekromosomet eller findes som plasmider og derved ændre bakteriens egenskaber, for eksempel ved at give resistens eller ændre overfladeantigener.
Griffiths eksperiment er fortsat et klassisk eksempel i undervisning i genetik og mikrobiologi, fordi det tydeligt viser, hvordan en arvelig egenskab kan overføres mellem celler uden seksuel reproduktion, og fordi det banede vejen for senere opdagelser om DNA's centrale rolle i biologien.
Griffiths eksperiment, der opdagede det "transformerende princip" i pneumokokbakterier.
Relaterede sider
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad var Griffiths eksperiment?
A: Griffiths eksperiment var et eksperiment udført i 1928 af Frederick Griffith. Det var et af de første eksperimenter, der viste, at bakterier kan få DNA gennem en proces.
Q: Hvad brugte Griffith til sit eksperiment?
A: Til sit eksperiment brugte Griffith to stammer af Streptococcus pneumoniae, en type III-S (glat) og en type II-R (grov) stamme.
Spørgsmål: Hvordan fungerede forsøget?
A: I forsøget blev bakterier fra III-S-stammen dræbt ved hjælp af varme, og deres rester blev tilsat bakterier fra II-R-stammen. Selv om ingen af dem alene skadede musene, var blandingen af de to bakterier i stand til at dræbe musene.
Spørgsmål: Hvad konkluderede Griffith ud fra sine resultater?
A: Griffith konkluderede ud fra sine resultater, at type II-R var blevet "omdannet" til den dødelige III-S-stamme af et "omdannelsesprincip", som på en eller anden måde var en del af de døde III-S-bakterier.
Spørgsmål: Hvem har senere bekræftet, hvad dette omdannelsesprincip egentlig er?
A: Avery, McLeod og McCarty samt Hershey og Chase har senere bekræftet, at dette omdannelsesprincip faktisk er DNA fra III-S-stammen af bakterier.
Spørgsmål: Hvordan sker denne transformation?
A: Transformationen sker, når DNA fra III-S-stammen overlever opvarmning og optages af II-R-stammen. Herved får de gener, som danner et beskyttende skjold omkring dem, så de er beskyttet mod angreb fra værtens immunsystem og derefter kan dræbe værterne.
Søge