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Bien que sa connaissance commune aujourd'hui que les traits soient transmis de parent à enfant par ADN, ce n'était pas toujours le cas. Au 19ème siècle, les scientifiques n’avaient aucune idée de la manière dont l’information génétique était héritée. Au début du 20e siècle, cependant, une série d’expériences intelligentes a identifié l’ADN comme la molécule utilisée par les organismes pour transférer l’information génétique.
Expérience Griffiths
Au début du XXe siècle, les scientifiques savaient que les informations héréditaires étaient transmises de parent à enfant sous forme d'unités distinctes appelées gènes. Cependant, ils ne savaient pas où ni comment ces informations étaient stockées et utilisées par les processus biochimiques des cellules.
En 1928, le scientifique anglais Fred Griffiths a injecté à des souris la bactérie Streptococcus pneumoniae de type IIIS, mortelle pour les souris, et la bactérie S. pneumoniae de type IIR, qui n'est pas mortelle. Si les bactéries IIIS n'étaient pas tuées par la chaleur, les souris mourraient; s'ils étaient tués par la chaleur, les souris vivaient.
Ce qui s'est passé ensuite a changé l'histoire de la génétique. Griffiths a mélangé des bactéries IIIS tuées par la chaleur et des bactéries IIR vivantes et les a injectées aux souris. Contrairement à ce à quoi il s'attendait, les souris sont mortes. D'une manière ou d'une autre, l'information génétique a été transférée de la bactérie IIIS morte à la souche vivante IIR.
Expérience Avery
En collaboration avec plusieurs autres scientifiques, Oswald Avery a voulu savoir ce qui avait été transféré entre les bactéries IIIS et IIR dans l'expérience Griffiths. Il a pris des bactéries IIIS tuées par la chaleur et les a divisées en un mélange de protéines, d'ADN et d'ARN. Ensuite, il a traité ce mélange avec l’un des trois types d’enzymes: ceux qui détruisent les protéines, l’ADN ou l’ARN. Enfin, il a pris le mélange obtenu et l'a incubé avec une bactérie IIR vivante. Lorsque l'ARN ou les protéines ont été détruits, la bactérie IIR a encore capté l'information génétique de l'IIS et est devenue mortelle. Cependant, lorsque l’ADN a été détruit, la bactérie IIR est restée inchangée. Avery s'est rendu compte que l'information génétique devait être stockée dans l'ADN.
Expérience Hershey-Chase
Les équipes d’Alfred Hershey et Martha Chase ont déterminé la manière dont l’information génétique est héritée. Ils ont utilisé un type de virus qui infecte Escherichia coli (E. coli), une espèce de bactérie trouvée dans les intestins des humains et des animaux. Ils ont cultivé E. coli dans un milieu contenant du soufre radioactif, qui serait incorporé dans des protéines, ou du phosphore radioactif, qui serait incorporé à de l'ADN.
Ils ont infecté E. coli avec le virus et ont transféré la culture virale résultante dans un autre lot d'E. Coli non marqué cultivé sur un milieu dépourvu d'éléments radioactifs. Le premier groupe de virus était maintenant non radioactif, indiquant que la protéine ne se transmettait pas du virus parent au virus fille. En revanche, le deuxième groupe de virus est resté radioactif, ce qui indique que l’ADN a été transmis d’une génération à l’autre.
Watson et Crick
En 1952, les scientifiques savaient que les gènes et les informations héréditaires devaient être stockés dans l'ADN. En 1953, James Watson et Francis Crick ont découvert la structure de l'ADN. Ils ont élaboré la structure en assemblant des données d'expériences antérieures et en l'utilisant pour créer un modèle moléculaire. Leur modèle d'ADN a été fabriqué à partir de plaques de fil et de métal, un peu comme les kits de plastique utilisés par les étudiants dans les cours de chimie organique.