Frederick Griffith descobriu o princípio da transformação genética ao observar que ratos infectados com bactérias mortas do tipo S e vivas do tipo R desenvolviam pneumonia, indicando que as bactérias R adquiriram genes da cepa S. Posteriormente, Avery e colaboradores mostraram que o DNA é o material genético responsável pela transferência de características entre bactérias. Hershey e Chase confirmaram que o DNA, e não as proteínas, é incorporado durante a infecção viral.

1. Crescimento e renovação celular Elaborado por: Cristiana Abrantes nº6 Diana Vaz nº8 11ºB

2. Frederick Griffith Frederick Griffith foi um médico militar britânico. Nasceu em 1881, em Hale e faleceu em 1941. A sua especialidade era a microbiologia e descobriu o Princípio Genético da Transformação, DNA. O objectivo de Griffith era encontrar uma vacina contra a bactéria Streptococcus pneumoniae. Esta bactéria causa a pneumonia nos mamíferos. Griffith fez algumas experiências com duas espécies de estripes (bactérias). Umas designadas pelo tipo S, produzem uma cápsula de polissacarídeos outras do tipo R, não a possuem.

3. Experiência 1: Griffith injectou células vivas tipo S de Streptococcus pneumoniae em ratos. Resultado : Os ratos morreram de pneumonia. Conclusão : A cepa encapsulada é patogénica (virulenta). Experiência 2: Os ratos foram injectados com células vivas do tipo R de Streptococcus pneumoniae . Resultado : Os ratos permaneceram saudáveis. Conclusão : as cepas de bactéria que não possuíam a cápsula de polissacarídeos não eram patogénicas.

4. Experimento 3: Ratos foram injectados com células da cepa S de pneumococcus mortas por calor. Resultado : os ratos permaneceram saudáveis. Conclusão : a cápsula de polissacarídeo não causa pneumonia porque ela ainda está presente nas bactérias mortas pelo calor - que neste estado são não patogénicas. Experimento 4: células da cepa S mortas pelo calor foram misturadas com células vivas tipo R e injectadas em ratos. Resultado : os ratos desenvolveram pneumonia e morreram. Amostras de sangue dos ratos mortos continham células de pneumococcus do tipo S vivas. Conclusão : células de tipo R adquiririam das células do tipo S a habilidade de sintetizar a cápsula de polissacarídeo. Griffith cultivou células do tipo S isoladas dos ratos mortos. As bactérias produziram células filhas encapsuladas, ele concluiu que o novo trato adquirido era hereditário. Este fenómeno é agora chamado de transformação .

5. Estripe virulenta Rato Morre Rato saudável Rato saudável Rato morre Estripe não virulenta Estripe virolenta morta pelo calor Estripe não virulenta mais estripe virulenta morta pelo calor Resumo :

6. Avery e colaboradores Em 1944 Avery e seus colaboradores publicaram os resultados de suas extensas pesquisas, os quais mostraram claramente que era DNA, e não a proteína ou RNA, que permitia o transporte das informações hereditárias. Esse trabalho inaugurou a ciência da genética molecular. Quando o princípio transformante era tratado com RNAse ou protease, continuava ativo, mas a DNAse eliminava completamente o poder transformante do extrato (lisado). Com isto os autores concluíram que o DNA era o portador da informação genética que, neste caso, implicava na síntese de uma proteína de membrana que conferia à bactéria virulência.

7. Hershey e Chase Em 1953, Alfred Hershey e Martha Chase utilizaram vírus que infectam bactérias ( chamados bacteriófagos ), que contribuíram para afirmar que a molécula de DNA é o suporte da informação genética e não as bactérias. No entanto, estes investigadores interrogavam-se qual dos componentes virais – o DNA ou as proteínas - é que contribuíam para a reprodução dos bacteriófagos. Para saberem a resposta foi necessário fazer várias experiências, mas antes estes investigadores tiveram de considerar que: Os vírus não entram nas células ( a cápsula fica no exterior ) ; As proteínas da cápsula do vírus não têm fósforo, mas apresentam enxofre; O DNA apresenta na sua constituição fósforo, mas não tem enxofre.

8. Experiência O DNA i as proteínas foram marcados com diferentes tipos de isótopos radioactivos. Fagos foram produzidos em bactérias crescendo em meio com 35S (para marcar as proteínas) ou em 32P (para marcar o DNA). Os fagos marcados desta forma foram purificados e usados para infectar células de Escherichia coli não marcadas. Após um período de incubação, as células incubadas com os fagos foram vigorosamente agitas em liquidificador e as cápsulas virais foram separadas das células da bactéria por centrifugação. Em ambos os casos, a radioactividade foi quantificada no sobrejacente e no precipitado da centrifugação

9. Já tínha-se as evidências de que o DNA era a molécula que continha as informações hereditárias e, já tínha-se um modelo para sua estrutura. Faltava uma proposta para como essa molécula se replicava, isto é, se reproduzia. Uma hipótese para a replicação da molécula de DNA foi proposta por Watson e Crick em 1953. Watson e Crick imaginaram que durante a replicação do DNA, cada uma das duas cadeias da molécula serviria como um molde para a confecção de uma nova cadeia complementar. Dessa forma, uma molécula de DNA, ao se replicar, produziria duas moléculas filhas, idênticas à molécula mãe original, cada uma delas contendo uma das cadeias da molécula mãe antiga, e uma nova cadeia, recém-sintetizada. De acordo com essa hipótese, metade da molécula de DNA é conservada a cada replicação, portanto, esse mecanismo de reprodução do DNA foi chamado de replicação semiconservativa. Watson e Crick

10. Watson e Crick finalmente resolveram o problema da estrutura do DNA ao propor que há um pareamento específico entre as bases nitrogenadas. Depois de considerar vários arranjos, eles concluíram que: A estrutura das bases nitrogenadas ditam que pares de bases podem parear por pontes de hidrogênio. A regra de pareamento de bases é que a adenina pode parear apenas com a timina, e a guanina com a citosina.

11. Em 1958, Matthew Meselson e Franklin Stahl fizeram o teste da hipótese semiconservativa . Trabalharam com a marcação do DNA por incorporação de nitrogénio pesado 15N. Meselson e Stahl

12. Meselson e Stahl imaginaram que, se as duas cadeias polinucleotídicas de uma molécula de DNA fosse marcadas, seria possível fazer uma previsão sobre o destino dessas cadeias no decorrer das gerações celulares subsequentes. Segundo a previsão: a) após uma replicação, ambas as moléculas filhas estariam marcadas e cada uma delas contem metade da marcação da molécula mãe original. b) após duas replicações, metade das moléculas estaria marcada e, a outra metade não. A metade marcada, contem a mesma marcação que as moléculas originais (que foram geradas na primeira replicação). Experiência

13. Bibliografia Livro de Biologia 11º ano da Areal Editores. http://paginas.terra.com.br/educacao/biolmol/Provas_comentadas.htm http://www.biomol.org/historia/replisemicon.shtml http://server2.iq.ufrj.br/ ~joab /iqb201/tutorial/ dna /historia/ historico-dna.html