Grundkurs Biologie: Was ist der Träger der Erbinformation?

Das Bakterium Streptocuccus pneumoniae kommt in zwei Formen vor, der S- (von smooth, glatt) und der R-Form (von rough, rau).

Während die S-Form tödlich für Mäuse ist, kann die R-Form schnell vom Immunsystem der Mäuse besiegt werden. Tötet man die Bakterien der S-Form ab, so sind sie auch nicht mehr gefährlich. Ursprünglich dachte man, dass diese S- und R-Formen fest sind  und nicht ineinander überführt werden können. Jedoch zeigte Frederick Griffith 1928, dass, wenn man Mäuse mit abgetöteten Bakterien der S-Form und lebenden Bakterien der R-Form zusammen infiziert, die Mischung wieder lethal für Mäuse ist. Des weiteren ließen sich auch lebende Bakterien der S-Form im Blut dieser Mäuse nachweisen. Es muss also etwas von den toten S-Form Bakterien auf die lebenden Bakterien der R-Form übergegangen sein, was diese in die S-Form umwandelte. Es musste irgendwie Erbinformation zwischen den Beiden Formen übertragen wurden sein. Griffith nannte dieses das „transformierende Prinzip“.

Abbildung 1: Mäuse infiziert mit Streptococcus pneumonea. Die lebende S-Form ist lethal für die Mäuse, während die R-Form und die abgetötete S-Form nicht pathogen sind. Mäuse die mit der abgetöteten S-Form und der lebenden R-Form infiziert werden sterben jedoch ebenfalls. Madprime / CC-BY-SA 3.0

Aufbauend auf diesen Wissen wollten Oswald Avery, Colin MacLeod und Maclyn McCarty nun herausfinden, was dieses transformierende Prinzip genau ist. Um dieses zu erreichen stellten sie ein Extrakt aus Bakterien der S-Form her und trennten dieses in seine einzelnen Bestandteile, sogenannten Fraktionen. Sie fanden, dass die Fraktion, mit der man R-Form Bakterien in die S-Form transformieren konnte zwar fast keine Proteine, Zucker oder Fette enthielt, dafür aber eine besondere Form von Desoxyribonukleinsäure. Das besondere an dieser Form war, dass hier sehr viele Desoxyribonukleinsäurebausteine sich zu langen Ketten verbunden hatten, also stark polymerisiert waren.

Des weiteren fanden sie heraus, dass einige der gefundenen Fraktionen, wenn sie mit der Fraktion, die das transformierende Prinzip enthielt, die transformierende Aktivität zerstören. Anschließend war auch nichts mehr dieser stark polymerisierten  Desoxyribonukleinsäure in den Extrakten zu finden. Es lag also nah, dass diese heute als DNA (von deoxyribonucleic acid)  abgekürzte Substanz das transformierende Prinzip ist, also auch die Erbinformation trägt.

Um auszuschließen, dass sie sich irrten, reinigten sie nun diese Fraktionen so weit auf, bis sie ein hochreines Enzym hatten, welches die DNA in ihre Einzelbausteine zerlegte, sie also depolymerisierte. Ihre Annahme war also nun folgende: Wenn die DNA nicht das transformierende Prinzip ist und wir in die Fraktion, die das transferierende Prinzip beinhaltet unser Enzym geben, welches die DNA abbaut, die transformierende Aktivität aber erhalten beleibt, dann kann die DNA nicht das transformierende Prinzip sein und unsere Hypothese ist widerlegt. Als sie dieses Experiment nun durchführten, wurde jedoch neben der DNA auch die transformierende Aktivität zerstört. Man konnte nun also annehmen, dass die DNA das transformierende Prinzip und damit der Träger der Erbinformation ist.

Relevante Veröffentlichungen:

2 Kommentare

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2 Antworten zu “Grundkurs Biologie: Was ist der Träger der Erbinformation?

  1. Cooler Beitrag! Mir gefällt vorallen wie die Forscher herausgefunden haben, dass DNA für die Erbinformation zuständig ist. Gepriesen sei die Falsifizierbarkeit!

    • Danke für Deinen Kommentar und, dass Dir der Beitrag gefallen hat. Ich habe mich bemüht, die grundlegende Flasifizierbarkeit der Behauptung „DNA -> Träger der Erbinformation“ in dem Artikel herauszustellen (das war in einer frühen Version des Artikels noch nicht in dem Ausmaß der Fall) und es freut mich, dass das mir anscheinend gelungen ist.🙂

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