Griffithov poskus: odkritje bakterijske transformacije pri S. pneumoniae

Griffithov poskus razkriva bakterijsko transformacijo pri S. pneumoniae — prelomno odkritje, ki dokazuje, da DNK prenaša lastnosti in povzroči smrtonosno preobrazbo.

Griffithov poskus je bil poskus, ki ga je leta 1928 izvedel Frederick Griffith. To je bil eden prvih poskusov, ki je pokazal, da lahko bakterije pridobijo tuji genetski material s postopkom, ki ga danes imenujemo transformacija. Griffithov rezultat je bil pomemben korak k razumevanju, da je dedni material prenosljiv in da lahko spremeni lastnosti celic.

Uporabljeni sevi in pomen kapsule

Griffith je uporabil dva seva Streptococcus pneumoniae. Šlo je za sev tipa III‑S (imenovan »gladek«, ker kolonije na gojišču izgledajo gladke) in sev tipa II‑R (»grobo«, ker kolonije izgledajo hrapave). Sev III‑S je obdan s polisaharidno kapsulo, ki ga ščiti pred gostiteljevim imunskim sistemom, zato je virulentnejši in povzroči smrt gostitelja. Sev II‑R kapsule nima in ga imunski sistem običajno uniči.

Potek poskusa in kontrolne skupine

Griffith je izvedel vrsto vbrizgavanj v miši z različnimi kombinacijami sevov in tako postavil jasne kontrole:

• Žive bakterije seva III‑S → miši so zbolele in umrle.
• Žive bakterije seva II‑R → miši so preživele (sej R ni virulentna).
• Toplotno ubiti sev III‑S → miši so preživele (ubite bakterije same ne povzročijo bolezni).
• Mešanica toplotno ubitih III‑S in živih II‑R → miši so umrle.

V primeru, ko so miši umrle po injiciranju mešanice, je Griffith iz njihove krvi izoliral tudi žive seve S. pneumoniae II‑R in III‑S. To je pomenilo, da se je nekaj iz mrtvih III‑S prenašalo na žive II‑R in jih spremenilo v virulentni tip III‑S.

Razlaga in narava "principa preoblikovanja"

Griffith je sklepal, da je bil tip II‑R "preoblikovan" v smrtonosni sev III‑S s t. i. "principom preoblikovanja", ki ga je vseboval material iz mrtvih bakterij III‑S. Danes vemo, da je bilo to načelo—tisto, kar je povzročilo preobrazbo—DNK bakterije seva III‑S. Čeprav so bile bakterije ubite s segrevanjem, je del DNK preživel in ga je sev II‑R prevzel. Ta DNK je nosila gene za sintezo zaščitne polisaharidne kapsule; ko so jih II‑R bakterije pridobile in izražale, so postale zaščitene pred imunski sistemom gostitelja in tako postale patogene.

Potrditev in pomen za biologijo

Griffithov poskus ni neposredno določil kemične narave transformacijskega principa — pokazal je le, da obstaja nek prenosljiv dejavnik. Natančno naravo so kasneje potrdili poskusi Avery, McLeod in McCarty (1944), ki so z biokemijskimi razgradnjami dokazali, da je transformacijski dejavnik DNK. Kasneje so poskusi Hershey in Chase (1952) z bakteriofagi dodatno potrdili, da je DNK nosilec dednih informacij.

Pomen transformacije danes

Griffithov poskus je bil temeljni dogodek v razvoju molekularne genetike in razumevanja DNK kot dednega materiala. Transformacija je ena od oblik horizontalnega prenosa genov pri bakterijah in ima praktičen pomen: taka izmenjava genov lahko prenaša lastnosti, kot so virulenca ali odpornost na antibiotike. Danes preučujemo transformacijo z molekularnimi metodami, vključno z analizo DNK, genomiko in inženiringom, kar omogoča razumevanje mehanizmov prenosa genov in razvoj strategij za boj proti infekcijam.

Omejitve Griffithovega poskusa

Griffith ni identificiral, za katero molekulo gre — to so določili šele kasnejši poskusi. Prav tako poskus temelji na modelu z miši in specifičnih sevih S. pneumoniae, zato njegove ugotovitve ne pomenijo, da je transformacija edini način prenosa genov v vseh organizmih. Kljub temu pa je pomen njegovega izuma neprecenljiv za nadaljnje odkritje v genetiki in molekularni biologiji.

Povzetek: Griffithov poskus iz leta 1928 je prvi empirično pokazal, da nek material iz mrtvih bakterij lahko spremeni lastnosti živih bakterij. Ta "princip preoblikovanja" je bil kasneje identificiran kot DNK, s čimer se je utrdilo razumevanje DNK kot nosilca dedne informacije in odprla pot sodobni molekularni genetiki.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je bil Griffithov eksperiment?

V: Kaj je Griffith uporabil za svoj poskus?

V: Kako je potekal poskus?

V: Kaj je Griffith ugotovil na podlagi svojih rezultatov?

V: Kdo je pozneje potrdil, kaj je to preoblikovalno načelo?

V: Kako pride do te transformacije?

Išči po črki