آزمایش گریفیث_زیست شناسی دوازدهم_هما پرتوانداز

هما پرتوانداز-رتبه 226 تجربی و 289 زبان منطقه 2 کنکور سراسری 99-دانشجوی پزشکی دانشگاه علوم پزشکی ایران

مبحث:آزمایش گریفیث و مزلسون استال

اطلاعات اولیه در مورد ماده وراثتی از فعالیت ها و آزمایش های باکتری شناسی انگلیسی به نام گریفیت به دست آمد. او سعی داشت واکسنی برای آنفلوانزا تولید کند. در آن زمان تصور میشد عامل این بیماری، نوعی باکتری به نام استرپتوکوکوس نومونیا است. گریفیت با دو نوع از این باکتری، آزمایش هایی را روی موش ها انجام داد. نوع بیماری زای آنکه پوشینه دار (کپسول دار) است در موش ها سبب سینه پهلو می شود ولی نوع بدون پوشینه آن موشها را بیمار نمی کند)

گریفیت مشاهده کرد تزریق باکتری های پوشینه دار به موش باعث بروز علائم بیماری و مرگ در آنها می شود؛ درحالی که تزریق باکتری های بدون پوشینه به موش های مشابه، باعث بروز علائم بیماری نمی شود. او در آزمایش دیگری باکتری های پوشینه دار کشته شده با گرما را به موش ها تزریق و مشاهده کرد که موش ها سالم ماندند. گریفیت نتیجه گرفت وجود پوشینه به تنهایی عامل مرگ موش ها نیست. سپس مخلوطی از باکتری های پوشینه دار کشته شده با گرما و زندۀ بدون پوشینه را به موش ها تزریق کرد؛ برخلاف انتظار، موش ُ ها مردند! او در بررسی خون و شش های موش های مرده، تعداد زیادی باکتری های پوشینهدار زنده مشاهده کرد. مسلماباکتریهای مرده، زنده نشده اند بلکه تعدادی ازباکتری های بدون پوشینه به نحوی تغییر کرده و پوشینه دار شده اند. از نتایج این آزمایش ها مشخص شد که ماده وراثتی می تواند به یاخته دیگری منتقل شود ولی ماهیت این ماده و چگونگی انتقال آن مشخص نشد.

جمع بندی مراحل آزمایش گریفیث:

1-تزریق باکتری زنده پوشینه دار موش مرد

2-تزریق باکتری زنده فاقد پوشینهموش زنده ماند

3-تزریق باکتری های پوشینه دار کشته شده با گرماموش زنده ماند

(نکته:هدف از آزمایش مرحله سوم,این بود که مشخص شود آیا پوشینه به تنهایی عامل بیماری است یا نه و نشان داده شد که عامل بیماری نیست.)

4-تزریق مخلوطی از باکتری های پوشینه دار کشته شده و فاقد پوشینه زندهموش مرد

(نکته:در طی آزمایش چهارم با علم آن انتظار می رفت که چون باکتری های بیماری زا کشته شده اند, بنابراین دیگر باکتری بیماری زای زنده نخواهیم داشت و موش زنده می ماند اما برخلاف انتظار موش مرد و بر اساس این آزمایش مشخص شد که ماده وراثتی می تواند از یاخته ای به یاخته دیگر انتقال یابد اماماهیت این ماده و چگونگی انتقال آن مشخص نشد.)

سوال 1:

کدام گزینه عبارت مقابل را به درستی تکمیل می کند؟(در آزمایش گریفیث,.....)

1)در آزمایش اول برخلاف آزمایش دوم موش ها زنده ماندند که مشخص کرد پوشینه عامل مرگ موش هاست.

2)در سه مورد از آزمایش ها از باکتری های پوشینه دار استفاده شد که در دو مورد موش ها مردند.

3)در آزمایش سوم تعدادی از باکتری های بدون پوشینه با ایجاد تغییر در خود,پوشینه ساختند.

4)در آزمایشی که هر دونوع از این باکتری حضور داشتند,ماهیت و شیوه انتقال ماده وراثتی یافت شد.

پاسخ:

گزینه 2

بررسی سایر گزینه ها:

گزینه 1:در مرحله اول آزمایش موش ها مردند.همچنین طبق آزمایشات بعدی مشخص شد پوشینه عامل مرگ موش ها نیست.

گزینه 3:در مرحله چهارم آزمایش این اتفاق افتاد.

گزینه 4:در آزمایش های گریفیث فقط انتقال ماده وراثتی کشف شد,نه ماهیت و شیوه انتقال آن.

مزلسون و استال آزمایشی را برای تعیین نوع همانند سازی در یاخته طراحی کردند.

مزلسون و استال با به کارگیری روش علمی پاسخ این پرسش را به دست آوردند. آنها فرضیه های متعدد ارائه شده را در نظر گرفتند و با توجه به امکانات، آزمایشی را طراحی کردند تا بتوانند به پاسخ قانع کننده ای برسند. برای شروع کار، آنها باید بتوانند رشته های دنای نوساز را از رشته های قدیمی تشخیص دهند. آنها با این هدف دنا را با استفاده از نوکلئوتیدهایی که ایزوتوپ سنگین نیتروژن (15N) دارند، نشانه گذاری کردند. دناهایی که با 15Nساخته می ِ شوند نسبت به دنای معمولی که در نوکلئوتیدهای خود 14Nدارد چگالی بیشتری دارند. بنابراین، به وسیلۀ گریزانۀ با سرعت بسیار بالا می توان آنها را از هم جدا کرد. آنها ابتدا باکتری ها را در محیط دارای 15Nکشت دادند. 15Nدر ساختار بازهای آلی نیتروژن دار که در ساخت دنای باکتری شرکت می کنند، وارد شدند. پس از چندین مرحله رشد و تکثیر در این محیط، باکتری هایی تولید ِ شدند که دنای سنگین تری نسبت به باکتری های اولیه داشتند. سپس این باکتری ها را به محیط کشت دارای 14Nمنتقل کردند. با توجه به اینکه تقسیم باکتری ها حدود 20دقیقه طول میکشد در فواصل 20دقیقه ای باکتری ها را از محیط کشت جدا و بررسی کردند. برای سنجش چگالی دناها در هر فاصله زمانی، ِدنای باکتری را استخراج و در شیبی از محلول سزیم کلرید با غلظت های متفاوت و در سرعتی بسیار بالا گریز دادند؛ در نتیجه مواد بر اساس چگالی در بخش های متفاوتی از محلول در لوله قرار گرفتند. 

شکل1٠ــ آزمایشهای مزلسون و استال و نتایج به دست آمده:

الف) ِدنای باکتری های اولیه پس از گریز دادن، یک نوار در انتهای لوله تشکیل دادند چون هر دو رشته دنای آنها 15Nو چگالی سنگینی داشت.

 ب) ِدنای باکتری های حاصل از دور اول همانندسازی در محیط کشت 14N(پس از 20 دقیقه) پس از گریز دادن، نواری در میانه لوله تشکیل دادند. پس دنای آنها چگالی متوسط داشت. 

پ) ِدنای باکتریهای حاصل از دور دوم همانندسازی (بعد از 4٠دقیقه) پس از گریز دادن دو نوار، یکی در میانه و دیگری در بالای لوله تشکیل دادند. پس نیمی از آنها چگالی متوسط و نیمی چگالی سبک داشتند