גריפית והמושבות החלקות:

 

פרדריק גריפית עובד עם חיידקי סטרפטוקוקוס, ומזהה שני פנוטיפים לחיידק – יצירת מושבות חלקות ,S( נובע כתוצאה מהפרשת קפסולה, קטלני לעכברים) ויצירת מושבות מחוספסות ,R( לא פתוגני

לעכברים.)

 

 

 

 

כאשר גריפית מרתיח את החיידקים החלקים לפני הזרקתם – העכברים

חיים.

אך, כאשר מרתיח את החיידקים החלקים, לאחר ההרתחה מערבב אותם עם החיידקים המחוספסים ואז מזריק אותם לעכברים – העכברים מתים! כאשר מבודד חיידקים מתוך העכברים המתים – הוא מגלה שהם בעלי

מופע חלק!

לתופעה זו קורא גריפית ,transformation ומגדיר אותה כמעבר חומר מסוים בין החיידקים המביא

לשינוי תכונות.

 

 

אייברי מגלה את החומר התורשתי:

אייברי מקבל השראה מהניסוי של גריפית, ומחליט לבצע את הניסוי הבא:

מרתיח תרבית של חיידקים חלקים, מסנן לקבלת ליזאט (תערובת שברי תאים) הומוגנית.

את הליזאט מחלק ל3 מבחנות ולכל מבחנה מוסיף אנזים הידרוליטי שונה (מפרק ,DNA מפרק RNA

ומפרק חלבונים.)

 

 

 

 

 

 

לאחר מכן מוסיף אייברי את הליזאטים לתרביות של חיידקים מחוספסים – ומוצא שבתמיסה בה פורק הDNA לא הייתה

טרנספורמציה!

ניסויים אלו התחילו את הדרך, עד לאשר הצטברו מספיק

עדויות אשר הוכיחו כי הDNA- הוא אכן החומר התורשתי.

 

שיעור 3 – DNA וקוניוגציה:

חלק מההשלכות של ניסויים אלו הייתה ההובלה של חוקרים לבדוק את תפקיד הDNA- מחדש.

שתי תופעות אשר דרשו מענה באותו הזמן:

.1  הפאג' נספח לחיידק, ולאחר חצי שעה יש כמות גדולה מאוד של פאג'ים. מה מתרחש בתוך החיידק?

.2  כאשר מבצעים הדבקה מסיבית של פאג'ים רבים, ניתן למצוא DNA של הפאג' במצע הגידול. מדוע?

 

 

ניסוי הבלנדר של הרשי וצ'ייס:

לחיידקים במצע הוספו פאג'ים מסומנים רדיואקטיבית – פעם אחת עם גופרית רדיואקטיבית (מסמן חלבונים) ופעם אחרת עם פוספט רדיואקטיבי (מסמן .)DNA לאחר  ההדבקה הופעל בלנדר אשר הפריד בין החיידקים לבין הפאג'ים בתמיסה, ואת

התערובת הזו הוסיפו לצנטרפוגה.

לאחר ביצוע הצנטרפוגה, התקבל פלט, המכיל את תאי החיידקים, וסופ, המכיל פאג'ים חופשיים. בפאג'ים המסומנים לגופרית התקבלו קריאות רדיואקטיביות מהסופ, כלומר לא נכנסו חלבונים של הפאג'

לתוך תאי החיידק. אך בניסוי הגופרית,

התקבלו קריאות רדיואקטיביות בפלט, כלומר הוחדר DNA פאג'י לתוך תאי החיידקים!

 

 

שנה לאחר מכן, ווטסון וקריק גונבים לפרנקלין את תוצאות X-ray של גבישים שגיבשה, ומציגים את מבנה הסליל הכפול המפורסם של הדנ"א, ויחד עם התוצאות של שארגף המוצא התאמה בין כמויות הפורינים

והפורימידינים נבנה המודל המפורסם של ה.DNA-

 

 

ועכשיו נעבור לקוניוגציה:

לדרברג יוצא לבדוק רקומבינציה בחיידקים, בתקופתו היה מקובל לחשוב שחיידקים אינם

עוברים רקומבינציה.

מה עשה לדרברג? רצה לראות אם זורע חיידקים אוקסוטרופים לתכונות מסוימות (אוקסוטרופ= לא יכול לסנתז מטבוליט מסוים בכוחות עצמו וחייב לקבל אותו באופן חיצוני אחרת לא מסוגל לגדול) יחד עם

חיידקים אוקסוטרופים לתכונות אחרות, כדי

לבדוק האם מעבירים תכונות זה לזה.

בדוגמה המוצגת – זורע אוקסוטרופים

בנפרד וכן ביחד ומחפש פרוטוטרופים (מסוגלים לסנתז את כל מה שזקוקים לו בכוחות עצמם.)

לדרברג מנסה מגוון זיווגים אשר אינם מניבים תוצאות, למעט זן אחד )58-161( שכאשר זורע אותו יחד עם זן

אחר מתקבלים פרוטוטרופים. תדירות הפרוטוטרופים המתקבלת היא ,1:10^7 כלומר נמוכה מאוד.

 

בעת שלדרברג ביצע את הזריעות לקבלת פרוטוטרופיים, הוא זרע יחד בעיקר אוקסוטרופים כפולים או

משולשים (כלומר, אוקסוטרופים למס' תכונות.) הסיבה לזה היא שתדירות קבלת אוקסוטרופיים )1:10^7( דומה מאוד לתדירות קבלת רברטנטים – חיידקים  אשר הפכו אוקסוטרופיים עקב מוטציה ועברו מוטציה נוספת אשר ביטלה את היותם אוקסוטרופיים. ברגע שחיידק מסוים אוקסוטרופ לשתי תכונות, הסיכוי שלו להיות רבטנט קטן להיות 1:10^14

וכמובן שנמוך יותר עבור משולשים.

אוקיי, אז הופיעו פרוטוטרופים. אך באיזה אופן? האם התרחשה טרנפורמציה כמו בניסוי של גריפית? האם אולי התרחש תהליך של ,cross-feeding כלומר כל חיידק סינתז נוטריינטים נחוצים

עבור האחר?

בכדי לשלול את האפשרות של feeding ,cross בוצע ניסוי ה:U-tube- שני צינורות אשר מחוברים דרך פילטר, כך

שמומסים יכולים לעבור דרכה אך חיידקים לא.

תוצאות הניסוי הראו שלא התקבלו רקומביננטים, כלומר מגע בין החיידקים הכרחי לקבלתם, ולכן נקרא תהליך הזה

של העברת תכונות – קוניוגציה =(צימוד.)

 

 

 

תאחיזה בין גנים:

איך ידע לדרברג לזהות תאחיזה בין גנים =(קרבה בין גנים, כך שאם גן אחד מועבר עולה הסיכוי שגן נוסף

יעבור איתו?) על ידי השיטה הבאה:

לדרברג זורע יחד אוקסוטרופיים כפולים שונים (זן אחד אוקסוטרופי לתכונה a ו,b- השני לגן c ו)d- על מצע מינימלי אשר בדוגמה הזו מכיל את המטבוליט C בלבד. משמעות הדבר היא שיכולים לגדול על המצע הזה חיידקים מטיפוס a+b+d+

בלבד. גנים ,a b וd- מהווים markers selected – כלומר סמני סלקציה – יכולים לגדול רק חיידקים אשר מחזיקים בגנים אלו ולכן מהווים סלקציה. גן C בדוגמה זו אינו סמן סלקציה, שכן אין אנחנו

יודעים אם מושבה שגדולה אוקסוטרופית אליו או לא.

לאחר מכן זורעים את המושבות שגדלו על מצע מינימלי אשר אינו מכיל את המטבוליט ,C ובודקים

את היחס בין מס' המושבות בצלחת השניה לצלחת הראשונה.

לדרברג מצליח להגדיר קבוצות תאחיזה רבות, ביניהן הבאות:

 

–  תראונין אחוז חזק מאוד ללאוצין, ושניהם אחוזים לגן האחראי לפירוק לקטוז.

–  מתיונין אחוז לתיאמין.

 

 

צריך לזכור את קבוצות התאחיזה הללו למבחן.

 

 

לדרברג זוכה בנובל אך מגיע למבוי סתום במחקרו, שכן מניח שבמהלך הקוניוגציה נוצרת זיגוטה בין

שני תאי חיידק ומתרחשת רקומבינציה בין הכרומוזומים.

ביל הייז יוצא להפריך את ההנחה הזו:

 

 

הייז עורך מס' ניסויי זריעה בין אוקסוטרופיים שונים, ורוצה לבדוק מה קורה כאשר זורע שני זנים אשר אחד מהם אינו

פעיל מטבולית "(מת.)"

הוא מגלה כי ישנם זנים אשר חייבים להישאר בחיים בכדי שיתקבלו רקומביננטים, בעוד שזנים אחרים אינם חייבים

להיות בחיים. בדוגמה זו – זן A

חייב להיות בחיים, אך זן B אינו

חייב.