Introdução à Genética
Experimento de Hershey-Chase
Os experimentos conduzidos por Avery e seus colegas foram definitivos, mas muitos cientistas estavam relutantes em aceitar o DNA (em vez das proteínas) como o material genético. Afinal, como uma molécula de tal baixa complexidade como o DNA poderia codificar a diversidade da vida sobre este planeta? Alfred Hershey e Martha Chase forneceram evidências adicionais em 1952 em um experimento que fez uso do fago T2, um vírus que infecta bactérias. Eles ponderaram que o fago infectante obrigatoriamente injetavam na bactéria as informações específicas que ditam a reprodução de novas partículas virais. Se eles pudessem descobrir qual material o fago estava injetando na hospedeira bacteriana, eles teriam determinado o material genético dos fagos.
O fago é relativamente simples em constituição molecular. A estrutura do T2 é similar à
do T4 demonstrada nas Figuras 5.22 a 5.24. A maior parte de sua estrutura é de proteínas, com o DNA contido dentro da bainha proteica de sua “cabeça”. Hershey e Chase decidiram marcar diferencialmente o DNA e a proteína por meio da utilização de radioisótopos, de modo que eles pudessem seguir os dois materiais durante a infecção. O fósforo não é observado nos aminoácidos que formam os blocos de proteínas, mas é uma parte integrante do DNA; contrariamente, o enxofre está presente nas proteínas, mas nunca no DNA. Hershey e Chase incorporaram o radioisótopo do fósforo (32P) no DNA do fago e aquele do enxofre (35S) nas proteínas de uma cultura de fagos em separado. Conforme demonstrado
na Figura 7.4, em seguida eles infectaram duas culturas de E. coli com muitas partículas virais por célula: uma cultura de E. coli recebeu o fago marcado com 32P e a outra recebeu o fago marcado com 35S. Após possibilitar tempo suficiente para a ocorrência da infecção, eles fragmentaram as carcaças vazias dos fagos (denominadas fantasmas) das células bacterianas por meio de agitação em um liquidificador de cozinha. Eles separaram as células bacterianas dos fantasmas dos fagos em uma centrífuga e em seguida mediram a radioatividade nas duas frações. Quando os fagos marcados com 32P foram utilizados para infectar E. coli, a maior parte da radioatividade estava dentro das células bacterianas, indicando que o DNA do fago entrava nas células. Quando os fagos marcados com 35S foram utilizados, a maior parte do material radioativo estava nos fantasmas dos fagos, indicando que a proteína do fago nunca entrava na célula bacteriana. A conclusão é inevitável: o DNA é o material hereditário. As proteínas dos fagos são meros envoltórios estruturais, que são descartados após a penetração do DNA viral na célula bacteriana.