Versuche von Griffith und Avery
Zusammenfassung und Folgerungen
-
Aus den Versuchen von Griffith kann man schließen, dass die harmlosen
Bakterien die Erbsubstanz der abgetöteten und zerstörten gefährlichen
Bakterien aufgenommen haben. Diesen Vorgang, der später genauer aufgeklärt
wurde, heißt Transformation.
-
Außerdem kann man schließen, dass die Erbsubstanz Nukleinsäure
sein muss, weil Eiweiß beim Erhitzen denaturiert wird.
-
Avery hat die Transformation der Bakterien mit In-vitro-Experimenten bestätigt.
Für die von ihm durchgeführten Kontrollversuche war wichtig,
dass es inzwischen möglich war, DNS aus Bakterien zu isolieren. Auch
hatte man ein Enzym gefunden, das gezielt nur DNS abbaut, eine DNase.
Isolierte DNS der gefährlichen Bakterien, zu harmlosen Bakterien
dazu gegeben, machte viele der harmlosen Bakterien zu gefährlichen.
Behandelte man die isolierte DNS der gefährlichen Bakterien mit
DNase und gab sie dann zu den harmlosen Bakterien, wurden diese nicht gefährlich.
Avery hat damit die Erbträgerschaft der DNS bewiesen.
Gesamtübersicht über die Versuche
von Griffith und Avery.
Wenn du die folgenden Fragen beantworten kannst, hast du gut gelernt.
|
|
Auf welche Fragestellung geben die Versuche von Griffith und Avery
eine Antwort ? |
|
Warum bekamen die Mäuse keine Lungenentzündung, denen Griffith
gekochte gefährliche Bakterien gespritzt hatte? |
|
Warum bekamen die Mäuse, denen Griffith eine Mischung aus gekochten
gefährlichen und lebenden harmlosen Bakterien gespritzt hatten, Lungenentzündung
und starben? |
|
Warum bekommen Mäuse keine Lungenentzündung, wenn man ihnen
Nukleinsäure der gefährlichen Pneumokokken spritzt? |
|
Warum kann man schon mit den Versuchen von Griffith begründen,
dass die Nukleinsäuren und nicht die Proteine die Träger der
Erbinformation sind ? |
Wie ist die Desoxyribonukleinsäure DNS aufgebaut?
Zerkocht man DNS vollständig mit Säure, baut sie also sehr massiv
ab, so findet man durch diese Hydrolysierung anschließend neben der
zugegebenen Säure die Bausteine Zucker, Phosphorsäure (das ist
nicht die zugegebene Säure) und organische Basen.
Der Zucker Desoxyribose |
Phosphorsäure |
Organische
Base: hier Adenin als eine von 4 möglichen |
Zucker, Phosphorsäure und organische Basen kommen im Verhältnis
1 : 1 : 1 vor.
Allerdings finden wir bei den Basen vier verschieden Moleküle.
Purinbasen |
Pyrimidinbasen |
Adenin |
Guanin |
Thymin |
Cytosin |
|
|
|
|
Was könnte dieses Verhältnis 1:1:1 bedeuten?
Hydrolysiert man nur unvollständig, so bekommt man Phosphorsäure
und Nukleoside im Verhältnis 1:1. Von den Nukleosiden wieder 4 verschiedene
Varianten.
Wie kann man aus Nukleosiden und Phosphorsäure wieder diese langen
Fadenmoleküle herstellen, die wir bei der Isolierung der DNS gewonnen
hatten?
Nukleotide, die Bausteine der DNS
mit Purinbase |
mit Pyrimidinbase |
Adenin |
Thymin |
Guanin |
Cytosin |
Man fand bei der Analyse der Zusammensetzung der DNS immer ganz bestimmte
Verhältnisse zwischen den einzelnen Nukleotiden. Z.B.
Adenin |
: |
Thymin |
: |
Guanin |
: |
Cytosin |
255 |
: |
255 |
: |
396 |
: |
396 |
oder
|
346 |
: |
346 |
: |
299 |
: |
299 |
(hdm) Wasserstoffbrücken |
Spektraluntersuchungen und elektronenmikroskopische Aufnahmen ließen
vermuten, dass die DNS kein Einzelstrang sondern möglicherweise ein
Doppelstrang ist.
Unten siehst du einen kurzen Abschnitt aus einem DNS Einzel-Strang
mit den vier verschiedenen Nukleotiden. Möglicherweise lässt
sich dieser Strang durch weitere Nukleotide, die über Wasserstoffbrücken
angelagert werden können, stabilisieren. Die möglichen positiven
und negativen Ladungsstellen hierfür sind markiert.
Das gleiche Bild kannst du dir als Arbeitsblatt
ausdrucken. Auf dem Arbeitsblatt findest du auch weitere Nukleotide, die
du ausschneiden kannst und die du vielleicht an den DNS-Einzelstrang anlagern
kannst.
Achte dabei auf
-
größte Stabilität durch möglichst viele Wasserstoffbrücken.
-
Auf gleiche Abstände (Purin- und Pyrimidinbasen sind verschieden groß)
-
darauf, dass Adenin und Thymin, Guanin und Cytosin immer im gleichen Verhältnis
nachgewiesen wurden.
Wenn du eine optimale Anordnung gefunden hast, fixiere sie mit etwas Klebstoff.
Welche Paarungen hast du bei deinem DNS-Puzzle gefunden?
Wie viele Wasserstoffbrücken haben deine Nukleotidpartner?
Die DNS ist also ein Doppelstrang wie eine Leiter. Die Holme werden
aus einer Kette von abwechselnd Phosphorsäure und Desoxyribose gebildet.
Die Sprossen sind an der Desoxyribose befestigt und bestehen jeweils aus
einer Purin- und einer Pyrimidin-Base, die durch Wasserstoffbrücken
verbunden sind. Es stehen sich immer Adenin und Thymin, Guanin und Cytosin
gegenüber.
Basenpaarung und Leiterschema
verändert nach Freeman |
Schema der Doppelhelix
verändert nach Freeman |
Kalottenmodell verändert nach Freeman
|
3'- und 5'-Ende des DNS-Doppelstranges |
Die Holme verlaufen allerdings antiparallel, was bedeutet, dass ein
Strang mit einer Phosphorsäure beginnt und der andere mit Phosphor
endet (der erste Holm geht von 5' nach 3' (bezeichnet nach den C-Atomen
in der Desoxyribose), der andere Holm von 3' nach 5').Diese "Leiter" ist
allerdings gedreht und bildet eine sogenannte Doppelhelix. |
Und hier kannst du einen Lückentext
zum Thema am Bildschirm ausfüllen.
Und hier gibt es zwischendurch ein
zum ersten Teil des Themas Molekulargenetik
Hier kannst du sehen, ob du das Thema auch verstanden hast.
und mit
geht es auf der nächsten Seite weiter.
(Weil das Laden zu lange dauerte, wurde hier getrennt)