arvestoff

Arvestoff er det materialet i cellene som inneholder oppskriftene (genene) for hvordan en organisme skal se ut og fungere, og som ved formering viderefører disse egenskapene til avkommet. I alle levende celler er arvestoffet DNA. I virus kan arvestoffet være enten DNA eller RNA. DNA (deoksyribonukleinsyre) er én av to typer nukleinsyrer, den andre er RNA (ribonukleinsyre).

Læren om arvestoffet (DNA og RNA), hvordan egenskaper går i arv, og hvordan gener er bygd opp og fungerer, heter genetikk.

Nukleinsyrer

Forskjellen på RNA og DNA
RNA er enkelttrådet, mens DNA er dobbeltrådet. Både RNA og DNA består av fire små byggesteiner – nukelotider – som består av sukker, fosfat og en nitrogenbase. I RNA er sukkeret ribose, mens i DNA er det deoskyribose. I RNA er nitrogenbasene A, U, G og C, mens i DNA er de A, T, G og C (altså T og ikke U).
Forskjellen på RNA og DNA
Av /BioRender.
Lisens: CC BY NC SA 3.0

Nukleinsyrer er store bestanddeler (molekyler) i cellene som inneholder genetisk informasjon. Nukleinsyrer er arvestoffet i alle organismer.

Nukleinsyrer har form som lange tråder bygget opp av mindre byggesteiner kalt nukleotider. Nukleotidene betegnes med de fire bokstavene A, T, C og G som DNA-trådene er bygget opp av. Bokstavene ligger ved siden av hverandre på lange rekker og bindes sammen av kjemiske bindinger. Bokstavene representerer baser som er en av bestanddelene i nukleotidene. De to andre bestanddelene er sukker og fosfat. I RNA er den ene bokstaven U istedenfor T.

I genene har disse bokstavene bestemte rekkefølger som gjør de til oppskrifter som cellene kan lese og oversette til ulike egenskaper hos individet. Det sies at genene koder for ulike egenskaper.

Nukleotider er byggesteiner i arvestoffet
Arvestoffet er bygget opp av små byggesteiner kalt nukleotider. Øverste delen av figuren er en skjematisk framstilling av DNA-tråden hvor nukleotidene er representert ved de fire boktavene A, T, C og G. Bokstavene er baser som er en av de tre bestanddelene i en nukleotid. De to andre er fostat og sukker som her vises som rød og blå stav på over- og undersiden av bokstavene. Nederste del av figuren viser hvordan DNA-tråden er tvunnet rundt seg selv og danner en spiral. Her vises basene som staver som går inn mot midten av spiralen.
Nukleotider er byggesteiner i arvestoffet
Av .
Lisens: CC BY NC SA 3.0

Historikk

Avgjørende eksperiment
Et viktig eksperiment utført av Alfred Day Hershey og Martha Chase i 1952 ble det endelige beviset for at det var DNA og ikke protein som var det genetiske materialet. De benyttet en bakteriofag (bakterievirus) hvor de merket DNA med radioaktivt fosfor og protein med radioaktivt svovel. De kunne dermed vise at materialet som gikk inn i cellen og gav opphav til nye fagpartikler ikke var protein, men DNA. (S=radioaktivt svovel, P=fosfor)
Avgjørende eksperiment
Av /BioRender.
Lisens: CC BY NC SA 3.0

Nukleinsyrer ble første gang oppdaget i 1869 av den sveitsiske forskeren Friedrich Meischer (1844–1895). Han hadde funnet en svak syre i cellekjernen i hvite blodceller som mange år senere skulle vise seg å være det kjemiske stoffet gener er laget av. Den svake syren Meischer fant er det vi nå kaller DNA – deoksyribonukleinsyre.

På 1920-tallet viste forskning at DNA er til stede i kromosomer, men det var ennå ikke enighet om at nukleinsyrer var arvestoffet. Mange trodde det var proteiner som var arvestoff. Grunnen til det var at man ikke forstod hvordan nukleinsyrer kunne ha så stor variasjon at de kunne utgjøre det arvestoffet alle organismer er laget av. Man mente at proteinene viste mye større variasjon. Det kan virke rart at forskerne på den tiden tok så feil, men naturvitenskap forholder seg alltid til den kunnskapen som finnes på den tiden man lever i, og man visste ikke noe om den genetiske koden og mulighetene til variasjon som lå der. Det var to eksperimenter som slo fast en gang for alle at DNA er arvestoffet.

To avgjørende eksperimenter

Det ene eksperimentet, som ble utført i 1944 av tre forskere (Oswald Avery, Colin MacLeod og Maclyn McCarty), hadde med mus og lungebetennelse å gjøre. Bakteriene som gjorde at musene ble syke med lungebetennelse hadde en bestemt egenskap som beskyttet dem mot musenes immunsystem. Bakteriene ble kalt S. Hvis en annen type bakterie (kalt R) av samme art, som ikke fører til lungebetennelse, blandes sammen med S, vil R få DNA av S (kalles transformasjon) og dermed også kunne gi musene lungebetennelse. Man gjorde forsøk som viste at det virkelig var DNA som ble overført mellom de to bakteriene og ikke proteiner. Det var altså DNA som kodet for den bestemte egenskapen som beskyttet bakteriene mot musenes immunforsvar.

Det andre eksperimentet ble gjort i 1952 og brukte virus som angriper bakterier til å vise at viruset overførte DNA-et sitt, og ikke proteinene sine, når det lager nye kopier av seg selv inne i bakterien. Dette eksperimentet utførte forskerne ved å merke DNA og proteiner med to ulike typer radioaktivitet. Forskerne lot viruset angripe mange bakterier, puttet bakteriene i en kjøkkenmaskin (forskerne lånte kjøkkenmaskinen av en dame som het Ms. McDonald), og analyserte hva de nye virusene bestod av. Forskerne kunne måle at de nye virusene hadde det radioaktive merket som DNA-et hadde fått, ikke det som proteinene hadde fått. Dette viste at det var DNA som var arvestoffet som de nye virusene hadde fått fra sine virusforeldre.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer (2)

skrev Sigurd Steinarsson

Hei, bildet som viser oppbygning av arvestoff er feil, Tyanin og cytosin blir av og til fremstilt som puriner da de er pyrimider. Denne feilen gjenspeiles i deres motstående base.

svarte Lene Martinsen

Hei Sigurd. Godt observert og takk for at du sier fra. Dette er en figur som henger igjen fra tidligere og hvor det ser ut som T og C har byttet side med A og G uten å endre strukturen på moleylene. Jeg har fjernet figuren og vil erstatte den med en ny om ikke lenge. Takk for at du leser artiklene våre så nøye. Vennlig hilsen Lene

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg

Fagansvarlig for Genetikk

Lene Martinsen
Universitetet i Oslo