Opdagelsen af DNA

Det er en udbredt misforståelse, at James Watson og Francis Crick opdagede DNA i 1950’erne. I virkeligheden blev DNA opdaget årtier før. Det var ved at følge pionerernes arbejde før dem, at James og Francis kunne nå frem til deres banebrydende konklusion om DNA’s struktur i 1953.

Historien om opdagelsen af DNA begynder i 1800-tallet…

Livets molekyle

Det molekyle, der nu er kendt som DNA, blev først identificeret i 1860’erne af en schweizisk kemiker ved navn Johann Friedrich Miescher. Johann satte sig for at undersøge nøglekomponenterne i de hvide blodlegemer, som er en del af vores krops immunsystem. Hovedkilden til disse celler var pusbelagte bandager, der blev indsamlet fra en nærliggende lægeklinik.

Johann kaldte dette mystiske stof for “nuclein”. Uden at han vidste det, havde Johann opdaget det molekylære grundlag for alt liv – DNA.

Johann udførte eksperimenter med saltopløsninger for at forstå mere om, hvad der udgør de hvide blodlegemer. Han bemærkede, at når han tilsatte syre til en opløsning af cellerne, skiltes der et stof fra opløsningen. Dette stof opløstes derefter igen, når der blev tilsat et alkali. Da han undersøgte dette stof, opdagede han, at det havde uventede egenskaber, der var forskellige fra de andre proteiner, som han kendte til. Johann kaldte dette mystiske stof for “nuclein”, fordi han mente, at det stammede fra cellekernen. Uden at han vidste det, havde Johann opdaget det molekylære grundlag for alt liv – DNA. Han gik derefter i gang med at finde måder at udvinde det i sin rene form.

Schweizisk kemiker, Friedrich Miescher.
Billedkredit: Wikimedia Commons

Johann var overbevist om nucleins betydning og var meget tæt på at afdække dets undvigende rolle, på trods af de enkle værktøjer og metoder, han havde til rådighed. Han manglede dog de nødvendige færdigheder til at kommunikere og promovere det, han havde fundet, til det bredere videnskabelige samfund. Han var altid perfektionist og tøvede i lange perioder mellem eksperimenterne, før han offentliggjorde sine resultater i 1874. Inden da diskuterede han primært sine resultater i private breve til sine venner. Som følge heraf gik der mange årtier, før Johann Friedrich Mieschers opdagelse blev fuldt ud anerkendt af det videnskabelige samfund.

I mange år fortsatte forskerne med at tro, at proteiner var de molekyler, der indeholdt alt vores genetiske materiale. De troede, at nuklein simpelthen ikke var komplekst nok til at indeholde al den information, der var nødvendig for at udgøre et genom. En enkelt type molekyle kunne da ikke stå for al den variation, der ses inden for arter?

DNA’s fire byggesten

Albrecht Kossel var en tysk biokemiker, der gjorde store fremskridt med at forstå de grundlæggende byggesten i nuklein.

Albrecht Kossel isolerede de fem nukleotidbaser, som er byggestenene i DNA og RNA: adenin, cytosin, guanin, thymin og uracil.

I 1881 identificerede Albrecht Kossel nuklein som en nukleinsyre og gav den dens nuværende kemiske navn, deoxyribonukleinsyre (DNA). Han isolerede også de fem nukleotidbaser, som er byggestenene i DNA og RNA: adenin (A), cytosin (C), guanin (G), thymin (T) og uracil (U).

Dette arbejde blev belønnet i 1910, da han modtog Nobelprisen i fysiologi eller medicin.

Tysk biokemiker, Albrecht Kossel.
Billedkredit: Wikimedia Commons.

Kromosomteorien om arv

I begyndelsen af 1900-tallet blev Gregor Mendels arbejde genopdaget, og hans idéer om arv begyndte at blive værdsat rigtigt. Som følge heraf begyndte en strøm af forskning for at forsøge at bevise eller modbevise hans teorier om, hvordan fysiske egenskaber nedarves fra den ene generation til den næste.

I midten af det nittende århundrede opdagede Walther Flemming, en anatom fra Tyskland, en fibrøs struktur i cellens kerne. Han kaldte denne struktur for “kromatin”, men det, han faktisk havde opdaget, er det, vi i dag kender som kromosomer. Ved at observere dette kromatin fandt Walther ud af, hvordan kromosomer adskilles under celledeling, også kendt som mitose.

Walter Sutton og Theodor Boveri præsenterede først ideen om, at det genetiske materiale, der overføres fra forældre til barn, befinder sig i kromosomerne.

Kromosomteorien om arv blev først og fremmest udviklet af Walter Sutton og Theodor Boveri. De præsenterede først ideen om, at det genetiske materiale, der overføres fra forældre til barn, befinder sig i kromosomerne. Deres arbejde var med til at forklare de arvelige mønstre, som Gregor Mendel havde observeret over et århundrede tidligere.

Interessant nok arbejdede Walter Sutton og Theodor Boveri faktisk uafhængigt af hinanden i begyndelsen af 1900-tallet. Walter studerede græshoppe-kromosomer, mens Theodor studerede rundormeembryoner. Deres arbejde blev imidlertid samlet i en perfekt forening sammen med nogle få andre videnskabsfolks resultater til kromosomteorien om arvelighed.

Walter Sutton (til venstre) og Theodor Boveri (til højre) arbejdede uafhængigt af hinanden for at finde frem til kromosomteorien om arv.
Billede: Wikimedia Commons.

Med udgangspunkt i Walther Flemmings resultater med kromatin gav den tyske embryolog Theodor Boveri de første beviser for, at kromosomerne i æg- og sædceller er forbundet med arvelige egenskaber. Ud fra sine studier af rundormeembryoet fandt han også ud af, at antallet af kromosomer er lavere i æg- og sædceller end i andre kropsceller.

Den amerikanske forsker Walter Sutton uddybede Theodor Boveris observationer gennem sit arbejde med græshoppen. Han fandt ud af, at det var muligt at skelne de enkelte kromosomer, der gennemgik meiose i græshoppens testikler, og derigennem identificerede han korrekt kønskromosomet. I den afsluttende udtalelse i hans artikel fra 1902 opsummerede han den kromosomale teori om arv baseret på disse principper:

  • Kromosomer indeholder det genetiske materiale.
  • Kromosomer videregives fra forældrene til afkommet.
  • Kromosomer findes parvis i kernen i de fleste celler (under meiose adskilles disse par for at danne datterceller).
  • Ved dannelsen af sædceller og ægceller hos henholdsvis mænd og kvinder adskilles kromosomerne.
  • Hver forælder bidrager med et sæt kromosomer til sit afkom.

Denne side blev senest opdateret den 2018-02-26