Опыт гриффитса по трансформации in vivo кратко

Обновлено: 06.07.2024

Гриффит заражал мышей двумя штаммами пневмококков (Streptococcus pneumoniae) — типа III-S (гладкие) и II-R (шероховатые). Пневмококки штамма III-S покрыты полисахаридной капсулой, которая защищает их от иммунной системы хозяина, и являются вирулентными, то есть способны приводить к смерти зараженной особи. Бактерии штамма II-R не имеют защитной капсулы и невирулентны. [3] До эксперимента Гриффита бактериологи полагали, что виды неизменны и сохраняют свои свойства из поколения в поколение.

В ходе эксперимента бактерии вирулентного штамма III-S убивали нагреванием и добавляли к бактериям штамма II-R. По отдельности убитые бактерии III-S и живые бактерии II-R не приводили к смерти мышей. Однако в крови мышей, умерших после введения смеси, были обнаружены бактерии обоих штаммов, III-S и II-R. Гриффит пришел к заключению, что невирулентные бактерии штамма II-R трансформировались в вирулентный штамм каким-то компонентом убитого штамма III-S.

Точная природа трансформирующего начала (ДНК) была установлена в эксперименте Эвери, Маклеода и Маккарти, а также в эксперименте Херши и Чейз.

Гриффит заражал мышей двумя штаммами пневмококков (Streptococcus pneumoniae) — типа III-S (гладкие) и II-R (шероховатые). Пневмококки штамма III-S покрыты полисахаридной капсулой, которая защищает их от иммунной системы хозяина и являются вирулентными, то есть способны приводить к смерти зараженной особи. Бактерии штамма II-R не имеют защитной капсулы и невирулентны. [3] До эксперимента Гриффита бактериологи полагали, что виды неизменны и сохраняют свои свойства из поколения в поколение.

В ходе эксперимента бактерии вирулентного штамма III-S убивали нагреванием и добавляли к бактериям штамма II-R. По отдельности убитые бактерии III-S и живые бактерии II-R не приводили к смерти мышей. Однако в крови мышей, умерших после введения смеси были обнаружены бактерии обоих штаммов, III-S и II-R. Гриффит пришел к заключению, что невирулентные бактерии штамма II-R трансформировались в вирулентный штаммм каким-то компонентом убитого штамма III-S.

Точная природа трансформирующего начала (ДНК) была установлена в эксперименте Эвери, Маклеода и Маккарти, а также в эксперименте Херши и Чейз.

Транс­формацией называется перенос в определённых условиях любой части наследственной молекулы одного организма в наследственную молекулу другого организма. Другими словами — это переход отрезка ДНК одной клетки в геном другой клетки в функционально активном состоянии.

Процесс трансформации представляет собой естественный процесс, который приводит к изменению наследствен­ности клеток.

Изучение процесса трансформации послужило толчком для открытия трансдукции — процесса перенос генов из одной бактериальной клетки в другую посредством фагов.

Рис. 4. Схематическое изображение опыта Гриффита

История изучения

Опыт Гриффита

Процесс трансформации был открыт в 1928 г. анг­лийским микробиологом Ф. Гриффитом. Этот процесс Гриффит наблюдал на двух видах штаммов пневмококковых бактерий (S и R). Штамм S имел полисахаридную оболочку, поверхность клетки была гладкой, а штамм R не имел полисахаридной оболочки, и поверхность клетки была шероховатой (буква S — от англ. smooth — гладкий, R — от англ. rough — шероховатый). Полисахаридная оболочка штамма S бактерии вызвала пневмококковое заболевание и привела к гибели животных. Штамм R не был возбудителем болезни, поэтому мыши, заражённые этим штаммом, не погибли. При нагревании болезнетворных S-штаммов они погибали, и при введении клеток убитого S-штамма мышам не вызывали заболевания.

При введении мышам убитых нагреванием S-штаммов бактерий вместе с неболезнетворными живыми клетками R-штамма животные погибали. В крови погибших мышей были найдены живые клетки S- штамма бактерий. Сущность этого явления показана на рис. 4. Видно, что какое-то вещество переходит из клеток S-штамма пневмококка в R-штамм и изменяет его наследственность. Под воздействием этого вещества отдельные клетки R-штамма превратились в S-штамм, то есть трансформировались. Гриффит не смог объяснить полученные в опытах результаты.

Эксперимент Эвери, Маклеода и Маккарти

Данное явление было объяснено в 1944 г. О. Эвери с сотруд­никами Маклеодом и Маккарти. Для этого они расщепили пневмококковую клетку S-штамма на отдельные фракции, проверили болезнетворную активность каждой фракции. Было установлено, что только при смешивании выделенной из S-штамма молекулы ДНК с R-штаммом непатогенный R-штамм трансформируется в вызывающий болезнь S-штамм (рис. 5). Следовательно, было доказано, что трансформация R-штам­ма в S-штамм зависит от молекулы ДНК.


1) Вейсман предположил, что зародышевая плазма содержится только в половых клетках и отсутствует в соматических (клетках тела). Как предполагал Вейсман, зародышевая плазма не зависит от того, что происходит с соматическими клетками (приобретенные признаки не наследуются). Для доказательства этой теории Вейсман проводил опыты на мышах. В двадцати поколениях мышам подрезали хвосты, но при этом у их детенышей хвосты короткими не становились. Этот несколько наивный опыт в то время рассматривался как важное доказательство того, что приобретенные признаки не наследуются: клетки тела не могут сообщить половым клеткам о происходящих с ними изменениях.

2) Идея Вейсмана о роли хромосом и о линейном расположении в них элементарных единиц наследственности оказалась верной и сохранилась в науке до наших дней, изменилась только терминология.

Открытие кроссинговера (обмена участками между гомологичными хромосомами) не только внесло поправку в представления о сцепленном наследовании. После этого открытия ученые смогли изучить расположение генов в хромосоме. Идея была предложена ученым Т. Х. Морганом и его сотрудником Стертевантом. Они предположили, что: 1) Хромосома представляет собой линейную структуру. 2) Гены в хромосоме расположены линейно, как бусины на нитке. 3) Точка пересечения хромосом при кроссинговере лежит в любом месте хромосом.

Из этих предположений можно сделать вывод, что чем дальше гены расположены друг от друга, тем чаще будет наблюдаться кроссинговер, чем гены ближе друг к другу, тем кроссинговер будет наблюдаться реже. Если гены лежат на разных концах хромосомы, то при каждом перекрещивании гены разойдутся в разные хромосомы, но если гены расположены близко друг к другу, то кроссинговер будет происходить только если точка перекреста хромосом окажется на коротком участке, находящемся между ними, то есть редко.

Если изучать кроссинговер трех генов, то можно определить расстояние между ними по частоте кроссинговеров. Морган скрещивал самок дрозофил с рецессивными генами w (белые глаза), y (желтый цвет тела) и bi (вильчатые крылья). При этом частота кроссинговеров между генами y и w составила 1,2 %, между генами w и bi — 3,5 %, между генами y и bi — 4,7 %. Из этого можно сделать вывод, что ген w находится между генами y и bi, причем расстояние между данными генами пропорционально проценту кроссинговеров меду ними.

[1] Э.Шредингер. Что такое жизнь? С точки зрения физика. (Русский перевод)

Схема опыта Гриффита. Rough strain — шероховатый штамм (невирулентный), smooth strain — гладкий штамм (вирулентный)

Читайте также: