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Expérience Avery-MacLeod-McCarty

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le pneumocoque est caractérisé par des colonies lisses qui ont une capsule de polysaccharide qui induit la formation d’anticorps; les différents types sont classés selon leur spécificité immunologique.

la procédure de purification entreprise par Avery consistait d’abord à tuer les bactéries avec de la chaleur et à extraire les composants solubles dans la solution saline. Ensuite, la protéine a été précipitée à l’aide de chloroforme et les capsules de polysaccharides ont été hydrolysées avec une enzyme., Une précipitation immunologique causée par des anticorps spécifiques de type a été utilisée pour vérifier la destruction complète des capsules. Ensuite, la partie active a été précipitée par fractionnement d’alcool, ce qui a entraîné des brins fibreux qui pourraient être enlevés avec une tige d’agitation.

l’analyse Chimique a montré que les proportions de carbone, d’hydrogène, d’azote et de phosphore dans cette partie active étaient compatibles avec la composition chimique de l’ADN., Pour montrer que c’était L’ADN plutôt qu’une petite quantité d’ARN, de protéine ou d’un autre composant cellulaire qui était responsable de la transformation, Avery et ses collègues ont utilisé un certain nombre de tests biochimiques. Ils ont constaté que la trypsine, la chymotrypsine et la ribonucléase (enzymes qui séparent les protéines ou L’ARN) ne l’affectaient pas, mais qu’une préparation enzymatique de « désoxyribonucléodépolymérase » (une préparation brute, obtenue à partir d’un certain nombre de sources animales, qui pouvait décomposer L’ADN) détruisait le pouvoir de transformation de l’extrait.,

Les travaux de suivi en réponse aux critiques et aux défis comprenaient la purification et la cristallisation, par Moses Kunitz en 1948, d’une ADN dépolymérase (désoxyribonucléase I), et des travaux précis de Rollin Hotchkiss montrant que pratiquement tout l’azote détecté dans l’ADN purifié provenait de la glycine, un produit de dégradation de la base nucléotidique adénine, et que,

Maclyn McCarty (avec Watson et Crick)

les résultats expérimentaux de L’expérience Avery–MacLeod–McCarty ont été rapidement confirmés et étendus à d’autres caractéristiques héréditaires en plus des capsules de polysaccharides. Cependant, il y avait beaucoup de réticence à accepter la conclusion que L’ADN était le matériel génétique. Selon L’influente « hypothèse tétranucléotidique » de Phoebus Levene, L’ADN était constitué d’unités répétitives des quatre bases nucléotidiques et avait peu de spécificité biologique., On pensait donc que L’ADN était la composante structurelle des chromosomes, alors que les gènes étaient probablement constitués de la composante protéique des chromosomes. Cette ligne de pensée a été renforcée par la cristallisation du virus de la mosaïque du tabac en 1935 par Wendell Stanley, et les parallèles entre les virus, les gènes et les enzymes; de nombreux biologistes pensaient que les gènes pourraient être une sorte de « super-enzyme », et les virus ont été montrés selon Stanley comme des protéines et partager la propriété de, De plus, peu de biologistes pensaient que la génétique pouvait être appliquée aux bactéries, car elles manquaient de chromosomes et de reproduction sexuée. En particulier, de nombreux généticiens connus de manière informelle sous le nom de groupe phage, qui allait devenir influent dans la nouvelle discipline de la biologie moléculaire dans les années 1950, dédaignaient L’ADN en tant que matériel génétique (et étaient enclins à éviter les approches biochimiques « désordonnées » D’Avery et de ses collègues)., Certains biologistes, y compris Alfred Mirsky, membre de L’Institut Rockefeller, ont contesté la conclusion D’Avery selon laquelle le principe de transformation était de L’ADN pur, suggérant que les contaminants protéiques étaient plutôt responsables. Bien que la transformation ait eu lieu dans certains types de bactéries, elle ne pouvait pas être reproduite dans d’autres bactéries (ni dans aucun organisme supérieur), et sa signification semblait limitée principalement à la médecine.

Les scientifiques qui se penchent sur L’expérience Avery–MacLeod–McCarty ne sont pas d’accord sur son influence dans les années 1940 et au début des années 1950., Gunther Stent a suggéré qu’il a été largement ignoré, et seulement célébré par la suite—de la même manière que le travail de Gregor Mendel des décennies avant la montée de la génétique. D’autres, comme Joshua Lederberg et Leslie C. Dunn, attestent de son importance précoce et citent l’expérience comme le début de la génétique moléculaire.

quelques microbiologistes et généticiens s’étaient intéressés à la nature physique et chimique des gènes avant 1944, mais l’expérience Avery–MacLeod–McCarty a suscité un intérêt renouvelé et plus large sur le sujet., Bien que la publication originale ne mentionne pas spécifiquement la génétique, Avery ainsi que de nombreux généticiens qui ont lu le document étaient conscients des implications génétiques—Qu’Avery peut avoir isolé le gène lui-même en tant qu’ADN pur. Le biochimiste Erwin Chargaff, le généticien H. J. Muller et d’autres ont salué le résultat comme établissant la spécificité biologique de l’ADN et comme ayant des implications importantes pour la génétique si L’ADN jouait un rôle similaire dans les organismes supérieurs. En 1945, la Royal Society décerne à Avery la médaille Copley, en partie pour ses travaux sur la transformation bactérienne.,

entre 1944 et 1954, l’article a été cité au moins 239 fois (avec des citations réparties uniformément au cours de ces années), principalement dans des articles sur la microbiologie, l’immunochimie et la biochimie. En plus des travaux de suivi de McCarty et d’autres au Rockefeller Institute en réponse aux critiques de Mirsky, L’expérience a stimulé un travail considérable en microbiologie, où elle a jeté un nouvel éclairage sur les analogies entre l’hérédité bactérienne et la génétique des organismes reproducteurs sexuellement., Le microbiologiste français André Boivin a affirmé étendre les résultats de la transformation bactérienne D’Avery à Escherichia coli, bien que cela n’ait pu être confirmé par d’autres chercheurs. En 1946, cependant, Joshua Lederberg et Edward Tatum ont démontré la conjugaison bactérienne chez E. coli et ont montré que la génétique pouvait s’appliquer aux bactéries, même si la méthode de transformation spécifique D’Avery n’était pas générale. Les travaux d’Avery ont également motivé Maurice Wilkins à poursuivre les études cristallographiques aux rayons X de l’ADN, alors même qu’il faisait face à la pression des bailleurs de fonds pour concentrer ses recherches sur les cellules entières plutôt que sur les biomolécules.,

malgré le nombre important de citations à l’article et les réponses positives qu’il a reçues dans les années qui ont suivi sa publication, Le travail D’Avery a été largement négligé par une grande partie de la communauté scientifique. Bien que reçue positivement par de nombreux scientifiques, l’expérience n’a pas sérieusement affecté la recherche génétique grand public, en partie parce qu’elle faisait peu de différence pour les expériences de génétique classique dans lesquelles les gènes étaient définis par leur comportement dans les expériences d’élevage plutôt que par leur composition chimique. H. J., Muller, bien qu’intéressé, se concentrait davantage sur les études physiques plutôt que chimiques du gène, comme l’étaient la plupart des membres du groupe des phages. Le travail d’Avery a également été négligé par la Fondation Nobel, qui a ensuite exprimé le regret public de ne pas avoir attribué à Avery un prix Nobel.

Au moment de L’expérience Hershey–Chase de 1952, les généticiens étaient plus enclins à considérer L’ADN comme le matériel génétique, et Alfred Hershey était un membre influent du groupe des phages., Erwin Chargaff avait montré que la composition de base de L’ADN varie selon les espèces (contrairement à l’hypothèse des tétranucléotides) et, en 1952, Rollin Hotchkiss publia ses preuves expérimentales confirmant les travaux de Chargaff et démontrant l’absence de protéine dans le principe de transformation D’Avery. De plus, le domaine de la génétique bactérienne s’établissait rapidement et les biologistes étaient plus enclins à penser l’hérédité dans les mêmes termes pour les bactéries et les organismes supérieurs., Après que Hershey et Chase aient utilisé des isotopes radioactifs pour montrer que c « était principalement de l » ADN, plutôt que des protéines, qui entraient dans les bactéries lors d « une infection par un bactériophage, il a rapidement été largement accepté que l » ADN était le matériau. Malgré les résultats expérimentaux beaucoup moins précis (ils ont trouvé une quantité non négligeable de protéines entrant dans les cellules ainsi que l’ADN), L’expérience de Hershey-Chase n’a pas été soumise au même degré de défi., Son influence a été renforcée par le réseau croissant du groupe phage et, l’année suivante, par la publicité entourant la structure de L’ADN proposée par Watson et Crick (Watson était également membre du groupe phage). Qu’en rétrospective, cependant, ne soit expérimenter définitivement prouver que l’ADN est le matériel génétique.

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