История развития молекулярной биологии

Романтический период (1935 – 1944)

В 1935 г. Макс Дельбрюк, Николай Владимирович Тимофеев-Ресовский и Карл Циммер высказали предположение, что хромосомы — это гигантские молекулы, структуру которых можно изменить путём облучения рентгеновскими лучами, что приведёт к изменению наследуемых признаков.

В начале молекулярно-биологических исследований РНК считалась компонентом растений и грибов, а ДНК рассматривалась как компонент, характерный только для животных клеток. Андрей Николаевич Белозерский стал первым исследователем, доказавшим, что ДНК содержится и в растениях. В 1935 году он выделил ДНК гороха. Это открытие установило тот факт, что ДНК является универсальной нуклеиновой кислотой, присутствующей в клетках растений и животных.

В 1940 году гипотеза о возможности изменения структуры ДНК рентгеновским излучение получила подтверждение, а также была продемонстрирована связь между генами и белками - в ходе эксперимента Джордж Бидл и Эдуард Тейтем облучали клетки нейроспоры (Neurospora crassa), что, вызвало генные мутации штамма. В результате облучённые клетки теряли способность к синтезу определённых аминокислот, витаминов, ауксинов и образовывали специфические мутантные ферменты.

Также в 1940 году Альберу Клоду удалось выделить из цитоплазмы животной клетки цитоплазматические РНК-содержащие гранулы, размер которых меньше размера митохондрий. Они были названы микросомами. При исследовании структуры и свойств выделенных частиц была установлена их основополагающая роль в процессе биосинтеза белка. Позднее (в 1958 году) на первом симпозиуме, посвящённом этим частицам, было принято решение называть их рибосомами.

В 1944 году Освальд Эвери, Колин Маклауд и Маклин Маккарти продолжили эксперимент погибшего в начале Второй мировой войны Фредерика Гриффита над пневмококками.

В норме пневмококки образуют гладкие (т.е крупные, с ровной поверхностью) колонии и имеют полисахаридную капсулу, компоненты которой запускают образование антител. В ходе эксперимента пневмококки, образующие гладкие колонии, были убиты воздействием высоких температур, и из них был извлечён компонент, растворимый в водно-солевом растворе. Белки были осаждены хлороформом, а полисахаридные капсулы гидролизованы специфичным ферментом. После разделения в спирте из полученной фракции были выделены волокнистые тяжи. Химический анализ показал, что соотношение углерода, водорода, фосфора и азота в полученном осадке соответствует соотношению этих же элементов в молекуле ДНК. Для подтверждения того, что действующим началом трансформации является именно ДНК, а не РНК, белки или другие компоненты клетки, исследователи обработали смесь трипсином, химотрипсином, рибонуклеазой, но эта обработка никак не повлияла на трансформирующие свойства. Только обработка ДНКазой привела к разрушению трансформирующего начала. Так было установлено, что действующим началом бактериальной трансформации является ДНК.