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 en av to typer nukleinsyrer, den andre er RNA (ribonukleinsyre).
- Les mer om virusgenetikk
Læren om arvestoffet (DNA og RNA), hvordan egenskaper går i arv, og hvordan gener er bygd opp og fungerer, heter genetikk.
Nukleinsyrer
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 andre to 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.
- Les mer om genetisk kode
Historikk
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 skulle vise seg mange år senere 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 noen 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.