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Sebbene oggi si sappia che i tratti del DNA sono trasmessi da genitore a figlio, non è sempre stato così. Nel diciannovesimo secolo, gli scienziati non avevano idea di come le informazioni genetiche fossero ereditate. Dall'inizio alla metà del 20 ° secolo, tuttavia, una serie di esperimenti intelligenti ha identificato il DNA come la molecola utilizzata dagli organismi per trasferire informazioni genetiche.
Esperimento di Griffiths
All'inizio del XX secolo, gli scienziati sapevano che le informazioni ereditarie venivano trasmesse da genitore a figlio sotto forma di unità discrete che chiamavano geni. Non sapevano, tuttavia, dove o come queste informazioni venivano archiviate e utilizzate dai processi biochimici delle cellule.
Nel 1928, lo scienziato inglese Fred Griffiths iniettò topi con batteri di tipo IIIS Streptococcus pneumoniae, che sono mortali per i topi, e il tipo IIR di S. pneumoniae, che non è letale. Se i batteri IIIS non venivano uccisi a caldo, i topi morivano; se venivano uccisi a caldo, i topi vivevano.
Quello che è successo dopo ha cambiato la storia della genetica. Griffiths mescolò IIIS ucciso dal calore e batteri IIR viventi e li iniettò nei topi. Contrariamente a quanto si aspettava, i topi sono morti. In qualche modo, le informazioni genetiche sono state trasferite dai batteri morti IIIS al ceppo IIR vivente.
Avery Experiment
Lavorando con molti altri scienziati, Oswald Avery voleva sapere cosa era stato trasferito tra i batteri IIIS e IIR nell'esperimento di Griffiths. Ha preso i batteri IIIS uccisi a caldo e li ha suddivisi in una miscela di proteine, DNA e RNA. Successivamente, ha trattato questa miscela con uno dei tre tipi di enzimi: quelli che distruggono proteine, DNA o RNA. Alla fine prese la miscela risultante e la incubò con batteri IIR viventi. Quando l'RNA o le proteine furono distrutte, i batteri IIR raccolsero ancora le informazioni genetiche IIIS e divennero letali. Quando il DNA fu distrutto, tuttavia, i batteri IIR rimasero invariati. Avery ha capito che le informazioni genetiche devono essere archiviate nel DNA.
Esperimento di Hershey-Chase
Il team di Alfred Hershey e Martha Chase ha determinato come le informazioni genetiche siano ereditate. Hanno usato un tipo di virus che infetta l'Escherichia coli (E. coli), una specie di batteri che si trova nell'intestino dell'uomo e degli animali. Sono cresciuti E. coli in un mezzo che includeva zolfo radioattivo, che sarebbe stato incorporato nelle proteine, o fosforo radioattivo, che sarebbe stato incorporato nel DNA.
Hanno infettato l'E. Coli con il virus e trasferito la coltura virale risultante in un altro lotto senza etichetta di E. coli cresciuto su terreno senza elementi radioattivi. Il primo gruppo di virus era ora nonradioattivo, indicando che le proteine non vengono trasmesse dal virus genitore a quello figlia. Al contrario, il secondo gruppo di virus è rimasto radioattivo, indicando che il DNA è passato da una generazione di virus a quella successiva.
Watson e Crick
Nel 1952, gli scienziati sapevano che i geni e le informazioni ereditarie dovevano essere archiviate nel DNA. Nel 1953, James Watson e Francis Crick scoprirono la struttura del DNA. Hanno elaborato la struttura assemblando i dati degli esperimenti passati e usandoli per costruire un modello molecolare. Il loro modello di DNA era composto da lastre di metallo e filo, proprio come i kit di plastica che gli studenti usano oggi nelle lezioni di chimica organica.