Identificação do material hereditário de fagos

Em 1952, o trabalho de Alfred Hershey1 (1908-1997) e Martha Chase2 (1927-2003) veio contribuir com a identificação do DNA como material hereditário. Hershey e Chase realizaram um experimento que ficou conhecido como “blender experiment” (experimento do liquidificador) e que garantiu a Hershey o prêmio Nobel. O experimento foi um trabalho realizado com bactérias e o vírus bacteriófago T2.

virus bacteriófago T2: Organismo muito simples, constituído por uma molécula de DNA envolvida por uma cápsula protéica. O seu ciclo de vida era bem conhecido na época.

Um único vírus pode infectar uma bactéria e lisá-la em cerca de 30 minutos, liberando centenas de novos vírus que são cópias do fago iniciante. A dúvida na época era qual dos dois componentes do vírus, a cápsula de proteínas ou o DNA, constituiam o material hereditário.

Hershey e Chase basearam-se nas seguintes propriedades químicas das proteínas e do DNA:

proteínas: não contém fóforo em sua composição

DNA: não contém enxofre em sua composição

Os vírus utilizam matéria-prima da bactéria hospedeira para se reproduzir. Então, para realizar um experimento que pudesse evidenciar quem constituia o material hereditário do vírus, se era a proteína ou o DNA, eles marcaram, através das bactérias, as proteínas e o DNA dos vírus bacteriófagos, com isótopos radioativos.

Quando bactérias são cultivadas por algumas horas em um meio de cultura contendo um isótopo radioativo de um elemento, todas as moléculas das células bacterianas que possuirem esse elemento em sua composição, se tornarão moléculas radioativas. Se essas bactérias com células radioativas forem infectadas por vírus bacteriófagos, os novos vírus gerados (fagos), terão seu material radioativo também, pois os vírus utilizaram a matéria-prima bacteriana para se reproduzir.

Produzindo vírus marcados por radioatividade

marcando o DNA: Eles cultivaram bactérias em meio de cultura com fósforo radioativo, o que fez com que o DNA das bactérias ficasse radioativo. Então, infectaram essas bactérias com vírus, que se reproduziram e geraram novos vírus que passaram a ter o DNA radioativo.

marcando a cápsula protéica: Eles cultivaram bactérias em meio de cultura contendo enxofre radioativo. Assim, as bactérias produziram aminoácidos cisteína e metionina com o enxofre radioativo, e suas proteínas, consequentemente, ficaram radioativas Essas bactérias foram infectadas com vírus, que se reproduziram e geraram novos vírus que passaram a ter sua cápsula protéica radioativa.

Os dois tipos de vírus bacteriófagos radioativos foram utilizados para infectar, independentemente, bactérias normais (não-radioativas). O destino dos dois componentes, fósforo e enxofre, pode ser acompanhado devido a sua radioatividade.

Como o experimento foi feito:

As bactérias eram infectadas e imediatamente após, eram agitadas em um liquidificador, o que desfazia as ligações das capas protéicas virais adsorvidas às paredes das bactérias. Em seguida, eram centrifugadas a fim de separar as bactérias das capas protéicas virais. A radioatividade era medida nas bactérias e no sobrenadante da centrifugação, onde se encontravam as cápsulas virais.

Verificou-se que grande parte do fósforo radioativo que estava nos fagos infectantes, era transferida para o interior das bactérias infectadas e aparecia posteriormente nos novos fagos gerados com a lise das bactérias.

Já a radioatividade devida ao enxofre tinha um destino diverso, ela não penetrava na bactéria infectada e nem aparecia nos novos fagos.

Podemos ver, clicando no botão a seguir, o processo de infecção da bactéria pelo vírus bacteriófago T2. O DNA radioativo entra na bactéria, é replicado, sintetiza novas cápsulas virais e produz novos fagos que lisam a bactéria.

Esses resultados permitiram concluir que apenas o DNA do fago penetra na bactéria quando ocorre a infecção e que, a partir do DNA, é produzida toda uma geração de novos fagos com DNA e proteínas típicos da espécie de fagos utilizada. Portanto, podia-se concluir que a fonte das informações hereditárias é o DNA, pois a partir dele, pode-se produzir tanto DNA quanto proteínas virais.


1 – Para saber mais sobre Alfred Hershey (1908-1997):

http://www.cshl.edu/public/gifs/hershey.jpg

Biografias de Alfred Hershey:

http://www.cshl.edu/History/hershey.html

http://www.cshl.org/public/History/scientists/hershey.html

Informações sobre Alfred Hershey:

http://osulibrary.orst.edu/specialcollections/coll/pauling/dna/people/hershey.html


2 – Para saber mais sobre Martha Chase (1927-2003):

http://osulibrary.orst.edu/specialcollections/coll/pauling/dna/pictures/portrait-chase.jpg
Artigo sobre Martha Chase

Informações sobre Martha Chase

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