لاقمات البكتيريا (تجربة هيرشي وتشيس)

تركيب اللاقمة (الفاج)

• لاقمة البكتيريا (Bacteriophage) أو الفاج فيروس يهاجم البكتيريا.
• يتكون من جزيء DNA يحيط به غلاف بروتيني يمتد على هيئة ما يشبه الذيل.
• يتصل الذيل بالخلية البكتيرية التي يهاجمها.

ملاحظة تمهيدية

• لوحظ أنه بعد نحو 32 دقيقة من اتصال الفيروس بالخلية البكتيرية تنفجر الخلية.
• يعني ذلك أن مادة ما (أو مجموعة مواد) انتقلت من الفيروس إلى البكتيريا وهي تحمل جينات الفيروس.

الفكرة التي بنيت عليها التجربة

• يدخل الفوسفور في تركيب DNA ولا يدخل عادة في بناء البروتين.
• يدخل الكبريت في تركيب البروتين ولا يدخل في تركيب DNA.
• لذلك يمكن تمييز كل من المادتين بنظير مشع مختلف.

خطوات تجربة هيرشي وتشيس

• رقّم العالمان DNA الفيروسي بالفوسفور المشع (³²P).
• رقّما البروتين الفيروسي بالكبريت المشع (³⁵S).
• تركا الفيروسات المرقّمة تهاجم البكتيريا.
• كشفا عن كل من الفوسفور المشع والكبريت المشع داخل الخلايا البكتيرية وخارجها.

النتيجة والاستنتاج

• دخل كل DNA الفيروسي تقريبًا إلى الخلية البكتيرية.
• لم يدخل بروتين الفيروس إلى البكتيريا، وبقي خارجها.
• الاستنتاج: DNA الفيروسي هو الذي يدخل الخلية ويدفعها إلى بناء فيروسات جديدة، فهو حامل الجينات.

كيف يتكاثر الفاج داخل البكتيريا؟ (شكل تكاثر البكتيريوفاج)

• الالتصاق: يلتصق ذيل الفاج بسطح الخلية البكتيرية.
• الحقن: ينتقل DNA الفيروسي إلى داخل الخلية ويبقى الغلاف البروتيني خارجها.
• التضاعف والبناء: يتضاعف DNA الفيروسي، ويُستخدم في بناء الغلاف البروتيني للفيروسات الجديدة باستخدام إمكانات الخلية البكتيرية.
• التجميع: يتحد DNA الجديد مع الأغلفة البروتينية الجديدة لتتكوّن فيروسات كاملة.
• التحلل: تنفجر الخلية البكتيرية وتتحرر الفيروسات الجديدة لتهاجم بكتيريا أخرى.
• هذا التسلسل يوضح أن المعلومات اللازمة لبناء الفيروس، بما فيها غلافه البروتيني، جاءت من DNA الداخل.

سبب نجاح هذه التجربة

• اختلاف العنصر الكيميائي المميز لكل مادة (الفوسفور في DNA والكبريت في البروتين) جعل تتبعهما ممكنًا بالنظائر المشعة.
• سهولة فصل الغلاف الفارغ للفيروس عن الخلية البكتيرية بعد الهجوم سمحت بقياس ما دخل وما بقي خارجًا.
• كون الفاج مكوّنًا من مادتين فقط (DNA وبروتين) بسّط السؤال: أيهما ينتقل إلى الداخل؟

ما الذي تثبته التجربتان معًا؟

• الجينات — على الأقل التي تخص بكتيريا الالتهاب الرئوي والفاج — تتكون من DNA.
• اقتصر الاستنتاج على الكائنات التي أُجريت عليها التجارب.