علم الوراثة
يُعنى علم الوراثة (Genetics) بدراسة الجينات في الكائنات الحية، ويملك تاريخًا طويلًا يكشف عن اهتمام الإنسان القديم بمبادئ توريث الصفات، حيث سعى لتحسين المحاصيل الزراعية وسلالات الحيوانات. فقد كان يتم تزويج الحيوانات من سلالات متميزة للحصول على نسل ذو صفات جيدة، وهي ممارسة بارزة في تربية الخيول العربية الأصيلة. شهد علم الوراثة العديد من التجارب المثيرة، منها تلك التي أجرها العلماء مثل غريغور مندل، وألفريد هيرشي، ومارثا تشيس، وماكس دلبروك، إلا أن تجربة هيرشي وتشيس تعتبر الأبرز عبر التاريخ.
تجربة هيرشي وتشيس
تتمتع تجربة هيرشي وتشيس بأهمية كبيرة في مجال علم الوراثة، نظرًا لتأثيرها التحويلي على الدراسات اللاحقة المتعلقة بالمادة الوراثية. أجريا العالمان هذه التجربة في عام 1952، وتمكنا من إثبات أن مادة الـ DNA هي المادة الوراثية الرئيسية، وليس البروتين كما كان يُعتقد سابقًا.
تطبيق تجربة هيرشي وتشيس
في إطار التجربة، استخدم الباحثان فيروسًا يتكون فقط من DNA وبروتين، حيث تم اختيار هذا الفيروس لأنه لا يمكنه التكاثر بشكل ذاتي، مما يسهل عملية الدراسة. اعتمد العالمان على تقنية الوسم بالإشعاع لإجراء التمييز بين مكوناته. وقاموا بوسم مادة الـ DNA الموجودة في الفيروس باستخدام الفسفور المشع، بينما وسموا البروتين باستخدام الكبريت المشع، مما مكنهما من دراسة تأثير هذا الفيروس على البكتيريا.
في الخطوة التالية، تم الكشف عن الفسفور والكبريت المشع داخل الخلايا البكتيرية. أسفرت النتائج عن انتقال المادة المُوسمة بالفسفور المشع إلى الخلايا، مما قدم دليلاً قاطعًا على انتقالها إلى DNA. في المقابل، فإن الكبريت المشع لم ينتقل إلا بنسبة 3%، مما يُعتبر دليلاً على عدم انتقال معظم البروتين. ومن هنا، تبين أن الـ DNA الفيروسي استطاع اختراق الخلية البكتيرية ودفعها لإنتاج فيروسات جديدة، مما ساهم في الكشف عن جينات سلالات البكتيريا المسببة للالتهاب الرئوي وفيروسات الفاج.
على الرغم من أن الـ DNA يعد المركب الوراثي الرئيسي لمعظم الكائنات الحية، إلا أن بعض الفيروسات تعتقد أن الـ RNA هو المادة الوراثية لها. يُعرف الـ DNA بأنه الحمض النووي غير المؤكسد، والذي يتكون من وحدات متكررة من الأحماض النووية، ويتخذ شكل سلسلتين طويلتين ومترابطتين. تُعتبر هذه الجزيئات تعديلات حيوية مرتبطة ببعضها البعض، حيث تمثل أساس الحياة على كوكب الأرض وتضمن تكاثر الكائنات الحية.