Avery–MacLeod–McCarty experiment
एवरी-मैकलियोड-मैकार्टी प्रयोग एक प्रयोगात्मक प्रदर्शन था, जिसे 1944 में ओस्वाल्ड एवरी, कॉलिन मैकलियोड और मैक्लिन मैकार्टी द्वारा रिपोर्ट किया गया था, कि डी. एन. ए. वह पदार्थ है जो जीवाणु परिवर्तन का कारण बनता है, एक ऐसे युग में जब यह व्यापक रूप से माना जाता था कि यह प्रोटीन थे जो आनुवंशिक जानकारी ले जाने के कार्य को पूरा करते थे (प्रोटीन शब्द के साथ ही इस विश्वास को इंगित करने के लिए गढ़ा गया था कि इसका कार्य प्राथमिक था)। यह 1930 के दशक और 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में रॉकफेलर इंस्टीट्यूट फॉर मेडिकल रिसर्च में अनुसंधान की पराकाष्ठा थी, जो 1928 के ग्रिफ़िथ के प्रयोग में पहली बार वर्णित परिवर्तन घटना के लिए जिम्मेदार "परिवर्तनकारी सिद्धांत" को शुद्ध और चिह्नित करने के लिए थाः विषाक्त तनाव प्रकार III-S के स्ट्रेप्टोकोकस निमोनिया को मार डाला, जब जीवित लेकिन गैर-विषाक्त प्रकार II-R न्यूमोकोकी के साथ इंजेक्शन दिया गया, जिसके परिणामस्वरूप प्रकार III-S न्यूमोकोकी का घातक संक्रमण हुआ। जर्नल ऑफ एक्सपेरिमेंटल मेडिसिन के फरवरी 1944 के अंक में प्रकाशित अपने पेपर "स्टडीज ऑन द केमिकल नेचर ऑफ द सब्सटेंस इंड्यूसिंग ट्रांसफॉर्मेशन ऑफ न्यूमोकोकल टाइप्सः इंडक्शन ऑफ ट्रांसफॉर्मेशन बाय ए डेसोक्सिराइबोन्यूक्लिक एसिड फ्रैक्शन आइसोलेटेड फ्रॉम न्यूमोकोकस टाइप III" में एवरी और उनके सहयोगियों ने सुझाव दिया कि उस समय व्यापक रूप से माने जाने वाले प्रोटीन के बजाय डीएनए बैक्टीरिया की वंशानुगत सामग्री हो सकती है, और यह उच्च जीवों में जीन और/या वायरस के अनुरूप हो सकती है। पृष्ठभूमि सीरोलॉजिकल टाइपिंग के विकास के साथ, चिकित्सा शोधकर्ता बैक्टीरिया को विभिन्न उपभेदों या प्रकारों में वर्गीकृत करने में सक्षम हुए। जब एक व्यक्ति या परीक्षण पशु (जैसे, एक चूहा) को एक विशेष प्रकार के साथ टीका लगाया जाता है, तो एक प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया होती है, जो एंटीबॉडी उत्पन्न करती है जो विशेष रूप से बैक्टीरिया पर एंटीजन के साथ प्रतिक्रिया करती है। एंटीबॉडी वाले रक्त सीरम को फिर निकाला जा सकता है और संवर्धित बैक्टीरिया पर लगाया जा सकता है। एंटीबॉडी मूल टीकाकरण के समान प्रकार के अन्य बैक्टीरिया के साथ प्रतिक्रिया करेंगे। फ्रेड न्यूफेल्ड, एक जर्मन जीवाणुविज्ञानी, ने न्यूमोकोकल प्रकारों और सीरोलॉजिकल टाइपिंग की खोज की थी; जब तक कि फ्रेडरिक ग्रिफ़िथ के अध्ययनों में जीवाणुविज्ञानी मानते थे कि प्रकार एक पीढ़ी से दूसरी पीढ़ी तक स्थिर और अपरिवर्तनीय थे। 1928 में रिपोर्ट किए गए ग्रिफ़िथ के प्रयोग ने पहचान की कि न्यूमोकोकल बैक्टीरिया में कुछ "परिवर्तनकारी सिद्धांत" उन्हें एक प्रकार से दूसरे प्रकार में बदल सकते हैं। ग्रिफ़िथ, एक ब्रिटिश चिकित्सा अधिकारी, ने निमोनिया के मामलों में सीरोलॉजिकल टाइपिंग लागू करने में कई साल बिताए थे, जो 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में एक अक्सर घातक बीमारी थी। उन्होंने पाया कि कई प्रकार-कुछ विषाक्त और कुछ गैर-विषाक्त-अक्सर निमोनिया के नैदानिक मामले के दौरान मौजूद थे, और सोचा कि एक प्रकार दूसरे में बदल सकता है (केवल कई प्रकारों के साथ मौजूद होने के बजाय)। उस संभावना के परीक्षण में, उन्होंने पाया कि परिवर्तन तब हो सकता है जब एक विषैला प्रकार के मृत बैक्टीरिया और एक गैर-विषैला प्रकार के जीवित बैक्टीरिया दोनों को चूहों में इंजेक्ट किया गया थाः चूहों में एक घातक संक्रमण विकसित होगा (आमतौर पर केवल विषैला प्रकार के जीवित बैक्टीरिया के कारण) और मर जाएगा, और विषैला बैक्टीरिया को ऐसे संक्रमित चूहों से अलग किया जा सकता है। ग्रिफिथ के प्रयोग के निष्कर्षों की जल्द ही पुष्टि की गई, सबसे पहले कोच संस्थान में फ्रेड न्यूफेल्ड और रॉकफेलर संस्थान में मार्टिन हेनरी डॉसन द्वारा। रॉकफेलर संस्थान के शोधकर्ताओं की एक श्रृंखला ने बाद के वर्षों में परिवर्तन का अध्ययन करना जारी रखा। रिचर्ड एच. पी. सिया के साथ, डॉसन ने विट्रो में बैक्टीरिया को बदलने की एक विधि विकसित की (जैसा कि ग्रिफ़िथ ने किया था)। 1930 में डॉसन के जाने के बाद, जेम्स एलोवे ने ग्रिफ़िथ के निष्कर्षों का विस्तार करने का प्रयास शुरू किया, जिसके परिणामस्वरूप 1933 तक परिवर्तनकारी सिद्धांत के जलीय समाधानों का निष्कर्षण हुआ। कॉलिन मैकलियोड ने 1934 से 1937 तक ऐसे समाधानों को शुद्ध करने के लिए काम किया, और काम 1940 में जारी रखा गया और मैक्लिन मैककार्टी द्वारा पूरा किया गया। प्रायोगिक कार्य न्यूमोकोकस को चिकनी कॉलोनियों की विशेषता है जिसमें एक पॉलीसेकेराइड कैप्सूल होता है जो एंटीबॉडी गठन को प्रेरित करता है; विभिन्न प्रकारों को उनकी प्रतिरक्षा संबंधी विशिष्टता के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है। एवरी द्वारा की गई शुद्धिकरण प्रक्रिया में पहले बैक्टीरिया को गर्मी से मारना और खारे-घुलनशील घटकों को निकालना शामिल था। इसके बाद, क्लोरोफॉर्म का उपयोग करके प्रोटीन को अवक्षेपित किया गया और पॉलीसेकेराइड कैप्सूल को एक एंजाइम के साथ हाइड्रोलाइज किया गया। कैप्सूल के पूर्ण विनाश को सत्यापित करने के लिए प्रकार-विशिष्ट एंटीबॉडी के कारण होने वाली प्रतिरक्षा संबंधी वर्षा का उपयोग किया गया था। फिर, सक्रिय भाग को अल्कोहल अंशन द्वारा अवक्षेपित किया गया था, जिसके परिणामस्वरूप रेशेदार तार होते हैं जिन्हें एक हिलाने वाली छड़ से हटाया जा सकता है। रासायनिक विश्लेषण से पता चला कि इस सक्रिय भाग में कार्बन, हाइड्रोजन, नाइट्रोजन और फॉस्फोरस का अनुपात डीएनए की रासायनिक संरचना के अनुरूप था। यह दिखाने के लिए कि यह आर. एन. ए., प्रोटीन या किसी अन्य कोशिका घटक की थोड़ी मात्रा के बजाय डी. एन. ए. था जो परिवर्तन के लिए जिम्मेदार था, एवरी और उनके सहयोगियों ने कई जैव रासायनिक परीक्षणों का उपयोग किया। उन्होंने पाया कि ट्रिप्सिन, काइमोट्रिप्सिन और रिबोन्यूक्लीज़ (एंजाइम जो प्रोटीन या आर. एन. ए. को तोड़ते हैं) ने इसे प्रभावित नहीं किया, लेकिन "डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोडेपोलिमेरेज़" (एक अपरिष्कृत तैयारी, जो कई पशु स्रोतों से प्राप्त की जा सकती है, जो डी. एन. ए. को तोड़ सकती है) की एक एंजाइम तैयारी ने अर्क की परिवर्तन शक्ति को नष्ट कर दिया। आलोचना और चुनौतियों के जवाब में अनुवर्ती कार्य में 1948 में मूसा कुनिट्ज़ द्वारा डी. एन. ए. डिपॉलिमरेज़ (डीऑक्सीराइबोन्यूक्लीज़ I) का शुद्धिकरण और क्रिस्टलीकरण शामिल था, और रोलिन हॉचकिस द्वारा सटीक काम से पता चलता है कि शुद्ध डी. एन. ए. में लगभग सभी पाए गए नाइट्रोजन ग्लाइसिन से आए थे, जो न्यूक्लियोटाइड बेस एडेनिन का एक टूटने वाला उत्पाद था, और हॉचकिस के अनुमान से यह कि अज्ञात प्रोटीन संदूषण अधिक से अधिक 0.02% था। स्वागत और विरासत एवरी-मैकलियोड-मैकार्टी प्रयोग के प्रयोगात्मक निष्कर्षों की जल्दी से पुष्टि की गई, और पॉलीसेकेराइड कैप्सूल के अलावा अन्य वंशानुगत विशेषताओं तक विस्तारित किया गया। हालाँकि, इस निष्कर्ष को स्वीकार करने में काफी अनिच्छा थी कि डी. एन. ए. आनुवंशिक सामग्री थी। फोबस लेवेन की प्रभावशाली "टेट्रान्यूक्लियोटाइड परिकल्पना" के अनुसार, डी. एन. ए. में चार न्यूक्लियोटाइड आधारों की दोहराने वाली इकाइयाँ शामिल थीं और इसमें बहुत कम जैविक विशिष्टता थी। इसलिए डी. एन. ए. को गुणसूत्रों का संरचनात्मक घटक माना जाता था, जबकि जीन को गुणसूत्रों के प्रोटीन घटक से बना माना जाता था। इस सोच को 1935 में वेंडेल स्टेनली द्वारा तंबाकू मोज़ेक वायरस के क्रिस्टलीकरण और वायरस, जीन और एंजाइमों के बीच समानताओं द्वारा मजबूत किया गया था; कई जीवविज्ञानी सोचते थे कि जीन एक प्रकार का "सुपर-एंजाइम" हो सकता है, और वायरस को स्टेनली के अनुसार प्रोटीन होने और कई एंजाइमों के साथ स्व-उत्प्रेरण के गुण को साझा करने के लिए दिखाया गया था। इसके अलावा, कुछ जीवविज्ञानियों ने सोचा कि आनुवंशिकी को बैक्टीरिया पर लागू किया जा सकता है, क्योंकि उनमें गुणसूत्र और यौन प्रजनन की कमी होती है। विशेष रूप से, कई आनुवंशिकीविद् जिन्हें अनौपचारिक रूप से फेज समूह के रूप में जाना जाता है, जो 1950 के दशक में आणविक जीव विज्ञान के नए विषय में प्रभावशाली बन गए थे, डीएनए को आनुवंशिक सामग्री के रूप में खारिज कर रहे थे (और एवरी और उनके सहयोगियों के "गन्दा" जैव रासायनिक दृष्टिकोण से बचने के लिए इच्छुक थे)। रॉकफेलर इंस्टीट्यूट के साथी अल्फ्रेड मिर्स्की सहित कुछ जीवविज्ञानियों ने एवरी के इस निष्कर्ष को चुनौती दी कि परिवर्तनकारी सिद्धांत शुद्ध डीएनए था, यह सुझाव देते हुए कि प्रोटीन दूषित पदार्थ इसके लिए जिम्मेदार थे। हालांकि कुछ प्रकार के बैक्टीरिया में परिवर्तन हुआ, लेकिन इसे अन्य बैक्टीरिया (न ही किसी उच्च जीव में) में दोहराया नहीं जा सका, और इसका महत्व मुख्य रूप से दवा तक ही सीमित लग रहा था। एवरी-मैकलियोड-मैकार्टी प्रयोग पर पीछे मुड़कर देखने वाले वैज्ञानिक इस बात पर असहमत हैं कि 1940 और 1950 के दशक की शुरुआत में यह कितना प्रभावशाली था। गुंथर स्टेंट ने सुझाव दिया कि इसे काफी हद तक नजरअंदाज कर दिया गया था, और केवल बाद में मनाया गया-आनुवंशिकी के उदय से दशकों पहले ग्रेगोर मेंडेल के काम के समान। अन्य, जैसे कि जोशुआ लेडरबर्ग और लेस्ली सी. डन, इसके प्रारंभिक महत्व की पुष्टि करते हैं और प्रयोग को आणविक आनुवंशिकी की शुरुआत के रूप में उद्धृत करते हैं। कुछ सूक्ष्म जीवविज्ञानी और आनुवंशिकीविदों ने 1944 से पहले जीन की भौतिक और रासायनिक प्रकृति में रुचि ली थी, लेकिन एवरी-मैकलियोड-मैकार्टी प्रयोग ने इस विषय में नए सिरे से और व्यापक रुचि लाई। जबकि मूल प्रकाशन में विशेष रूप से आनुवंशिकी का उल्लेख नहीं किया गया था, एवरी के साथ-साथ पेपर पढ़ने वाले कई आनुवंशिकीविद आनुवंशिक निहितार्थ से अवगत थे-कि एवरी ने स्वयं जीन को शुद्ध डीएनए के रूप में अलग कर दिया होगा। जैव रसायनविद् इरविन चारगाफ, आनुवंशिकीविद् एच. जे. मुलर और अन्य लोगों ने परिणाम की प्रशंसा करते हुए कहा कि यह डीएनए की जैविक विशिष्टता को स्थापित करता है और आनुवंशिकी के लिए महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है यदि डीएनए ने उच्च जीवों में समान भूमिका निभाई है। 1945 में, रॉयल सोसाइटी ने एवरी को बैक्टीरियल परिवर्तन पर उनके काम के लिए कोपले पदक से सम्मानित किया। 1944 और 1954 के बीच, पेपर को कम से कम 239 बार उद्धृत किया गया था (उन वर्षों में समान रूप से फैले उद्धरणों के साथ), ज्यादातर सूक्ष्म जीव विज्ञान, प्रतिरक्षा रसायन और जैव रसायन पर पेपरों में। मिर्स्की की आलोचनाओं के जवाब में रॉकफेलर संस्थान में मैककार्टी और अन्य लोगों द्वारा किए गए अनुवर्ती कार्य के अलावा, इस प्रयोग ने सूक्ष्म जीव विज्ञान में काफी काम को बढ़ावा दिया, जहां यह जीवाणु आनुवंशिकता और यौन-प्रजनन करने वाले जीवों के आनुवंशिकी के बीच समानताओं पर नई रोशनी डालता है। फ्रांसीसी सूक्ष्म जीवविज्ञानी आंद्रे बोइविन ने एवरी के जीवाणु परिवर्तन निष्कर्षों को एस्चेरिचिया कोलाई तक बढ़ाने का दावा किया, हालांकि अन्य शोधकर्ताओं द्वारा इसकी पुष्टि नहीं की जा सकी। हालाँकि, 1946 में, जोशुआ लेडरबर्ग और एडवर्ड टैटम ने ई. कोलाई में जीवाणु संयुग्मन का प्रदर्शन किया और दिखाया कि आनुवंशिकी बैक्टीरिया पर लागू हो सकती है, भले ही एवरी की परिवर्तन की विशिष्ट विधि सामान्य न हो। एवरी के काम ने मौरिस विल्किंस को डीएनए के एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफिक अध्ययन जारी रखने के लिए भी प्रेरित किया, भले ही उन्हें जैव अणुओं के बजाय पूरी कोशिकाओं पर अपने शोध पर ध्यान केंद्रित करने के लिए फंडर्स के दबाव का सामना करना पड़ा। पेपर के लिए महत्वपूर्ण संख्या में उद्धरणों और प्रकाशन के बाद के वर्षों में इसे प्राप्त सकारात्मक प्रतिक्रियाओं के बावजूद, एवरी के काम को अधिकांश वैज्ञानिक समुदाय द्वारा काफी हद तक उपेक्षित किया गया था। हालांकि कई वैज्ञानिकों द्वारा सकारात्मक रूप से प्राप्त किया गया, इस प्रयोग ने मुख्यधारा के आनुवंशिकी अनुसंधान को गंभीरता से प्रभावित नहीं किया, आंशिक रूप से क्योंकि इसने शास्त्रीय आनुवंशिकी प्रयोगों के लिए बहुत कम अंतर किया जिसमें जीन को उनके रासायनिक बनावट के बजाय प्रजनन प्रयोगों में उनके व्यवहार से परिभाषित किया गया था। एच. जे. मुलर, जबकि रुचि रखते थे, जीन के रासायनिक अध्ययन के बजाय भौतिक पर अधिक ध्यान केंद्रित कर रहे थे, जैसा कि फेज समूह के अधिकांश सदस्य थे। एवरी के काम को नोबेल फाउंडेशन द्वारा भी नजरअंदाज किया गया था, जिसने बाद में एवरी को नोबेल पुरस्कार देने में विफल रहने के लिए सार्वजनिक खेद व्यक्त किया। 1952 के हर्शे-चेज़ प्रयोग के समय तक, आनुवंशिकीविद डीएनए को आनुवंशिक सामग्री के रूप में मानने के लिए अधिक इच्छुक थे, और अल्फ्रेड हर्शे फेज समूह के एक प्रभावशाली सदस्य थे। इरविन चारगाफ ने दिखाया था कि डी. एन. ए. की आधार संरचना प्रजातियों के अनुसार भिन्न होती है (टेट्रान्यूक्लियोटाइड परिकल्पना के विपरीत), और 1952 में रोलिन हॉचकिस ने चारगाफ के काम की पुष्टि करते हुए और एवरी के परिवर्तनकारी सिद्धांत में प्रोटीन की अनुपस्थिति का प्रदर्शन करते हुए अपने प्रयोगात्मक साक्ष्य प्रकाशित किए। इसके अलावा, जीवाणु आनुवंशिकी का क्षेत्र तेजी से स्थापित हो रहा था, और जीवविज्ञानी बैक्टीरिया और उच्च जीवों के लिए समान शब्दों में आनुवंशिकता के बारे में सोचने के लिए अधिक इच्छुक थे। हर्शे और चेज़ ने रेडियोधर्मी समस्थानिकों का उपयोग यह दिखाने के लिए किया कि यह मुख्य रूप से प्रोटीन के बजाय डी. एन. ए. था, जो बैक्टीरियोफेज के संक्रमण पर बैक्टीरिया में प्रवेश करता था, जल्द ही यह व्यापक रूप से स्वीकार किया गया कि डी. एन. ए. सामग्री थी। बहुत कम सटीक प्रयोगात्मक परिणामों के बावजूद (उन्होंने कोशिकाओं के साथ-साथ डी. एन. ए. में प्रोटीन की एक महत्वपूर्ण मात्रा नहीं पाई), हर्शे-चेज़ प्रयोग समान स्तर की चुनौती के अधीन नहीं था। इसके प्रभाव को फेज समूह के बढ़ते नेटवर्क और अगले वर्ष वाटसन और क्रिक (वाटसन भी फेज समूह के सदस्य थे) द्वारा प्रस्तावित डीएनए संरचना के आसपास के प्रचार से बढ़ावा मिला। हालाँकि, केवल पूर्वावलोकन में, किसी भी प्रयोग ने निश्चित रूप से साबित किया कि डी. एन. ए. आनुवंशिक सामग्री है। टिप्पणियाँ संदर्भ फ्राय, माइकल (2016) आणविक जीव विज्ञान में महत्वपूर्ण प्रयोग; एल्सेवियर-अकादमिक प्रेस, संयुक्त राज्य अमेरिका, आगे पढ़ने के लिए बाहरी लिंक प्रोफाइल्स इन साइंसः द ओस्वाल्ड टी. एवरी कलेक्शन 1944 इन बायोलॉजी जेनेटिक्स प्रयोग जीव विज्ञान प्रयोग