¿Son los ácidos nucleicos el único material genético?

Los cromosomas, como requisito previo para el material genético, están estrechamente relacionados con la herencia, por lo que las personas estudian la composición química de los cromosomas para ver qué componentes de los cromosomas son material genético. Los resultados del análisis químico muestran que los componentes principales de los cromosomas eucariotas son ácidos nucleicos y proteínas, y sus proporciones aproximadas son las siguientes:

Entonces, ¿el material genético es proteína o ácido nucleico?

Como material genético se deben cumplir al menos las siguientes cuatro condiciones.

1. Puede replicarse con precisión durante el crecimiento y la reproducción celular;

2. Puede guiar la síntesis de proteínas, controlando así las propiedades biológicas y el metabolismo; > 3. Tiene el potencial de almacenar una gran cantidad de información genética;

4. La estructura es relativamente estable, pero mutará en circunstancias especiales. Después de la mutación, se puede seguir copiando y. transmitido a las generaciones futuras.

Existen alrededor de 20 aminoácidos principales que forman las proteínas. Debido a los diferentes tipos y cantidades de aminoácidos y su diferente disposición, se pueden formar innumerables proteínas, satisfaciendo la tercera condición mencionada anteriormente. Las proteínas (especialmente las enzimas) pueden controlar las características y el metabolismo de los organismos y cumplir la segunda condición. Sin embargo, las proteínas no pueden replicarse, su contenido en los cromosomas a menudo no está fijo, sus estructuras moleculares son inestables y no pueden transmitirse a generaciones futuras, por lo que las proteínas no pueden ser material genético.

La investigación científica ha demostrado plenamente que los ácidos nucleicos cumplen las cuatro condiciones anteriores, por lo que los ácidos nucleicos son el material genético de los organismos. Los ácidos nucleicos se dividen en ácido desoxirribonucleico (ADN) y ácido ribonucleico (ARN). El material genético de la mayoría de los organismos es el ADN y el material genético de algunos virus es el ARN.

El ADN es evidencia indirecta de material genético. Antes de que Avery y sus colegas completaran sus experimentos de transformación con neumococos, la evidencia indirecta sugería que el ADN podría ser el material genético. La evidencia indirecta de que el ADN es material genético incluye principalmente los siguientes puntos.

1. El ADN se distribuye en los cromosomas y es el componente principal de los cromosomas. Los cromosomas están directamente relacionados con la herencia.

2. El contenido de ADN en el núcleo es muy estable y tiene una relación paralela con el número de cromosomas. En las células de un mismo organismo, el contenido de ADN de las células somáticas (diploides) es el doble que el de las células germinales (haploides), y el número de cromosomas en las células somáticas es exactamente el doble que el de las células germinales.

3.El ADN es estable en el metabolismo y no se ve afectado por las condiciones nutricionales, la edad biológica y otros factores.

4. Algunos factores físicos y químicos que actúan sobre el ADN, como los rayos ultravioleta, los rayos X, la mostaza nitrogenada, etc. , puede provocar cambios en las características genéticas de los organismos.

La naturaleza de la transformación neumocócica En 1944, Avery et al. demostraron por primera vez que el ADN es el factor de transformación de las bacterias neumocócicas, lo cual es de gran importancia en la genética molecular. Avery et al. extrajeron ADN, proteínas y polisacáridos de neumococos de tipo S, respectivamente, y pusieron cada una de las sustancias anteriores en el medio de cultivo de neumococos de tipo R. Se descubrió que sólo el ADN puede transformar algunos neumococos de tipo S en neumococos de tipo S. El ADN obtenido de la bacteria donante se transfiere a otra bacteria de cierta manera, cambiando así las características genéticas de la bacteria receptora. Esto se llama transformación. La esencia de la transformación es la recombinación del ADN exógeno y el ADN de la célula receptora, lo que permite a las células receptoras obtener nueva información genética (Figura 6-1). Los experimentos han demostrado que la tasa de conversión está relacionada con la pureza del ADN de las células bacterianas del donante. Cuanto más puro sea el ADN, mayor será la tasa de conversión. Si la ADNasa degrada prematuramente el ADN de las células del donante, la transformación ya no se producirá.

Ya se ha determinado el papel del ARN en la reproducción y herencia viral. En la herencia de la mayoría de los animales y plantas, el ADN es el principal material genético y el ARN también desempeña un papel en la herencia. Algunos virus vegetales y animales sólo contienen ARN, no ADN, y sus rasgos genéticos están determinados por el ARN. Por ejemplo, el virus del mosaico del tabaco (TMV), sus componentes básicos son proteínas y ARN. Ya en 1957, Giller y Schramm trataron el virus con ácido carbólico para eliminar la proteína, dejando sólo el ARN, y luego inocularon el ARN en el tabaco normal, provocando la enfermedad del mosaico si la parte normal del tabaco estaba infectada con la proteína, la enfermedad del mosaico; no ocurrirían enfermedades de las hojas.

Esto demuestra que el ARN funciona como material genético. Posteriormente, alguien combinó el ARN del virus del plátano (HRV) con la proteína del virus del mosaico del tabaco para formar una nueva cepa similar a un "híbrido". Con él se realizaron experimentos de infección. Como resultado, dependiendo de la especificidad del ARN, es decir, del ARN del plantavirus, se produce la enfermedad y el tipo de virus transmitido cambia. Esto confirma aún más el papel del ARN en la herencia.