遗传物质的争议
总感觉要春节过了年才结束，春节又快到了，感觉今年又白活了，以至于最近总是意兴阑珊。春节前不准备更新了。把手里的事了结之后就得滚回家过年了，现在把之前整理的“遗传物质的发现”故事发出来，纯当闲聊了。遗传这个现象早已被我们的先辈所认识到，但是遗传物质是什么这个问题却一直困扰着科学家们，直到二十世纪中期才得以确定。早在宋代，就有了“种瓜得瓜，种豆得豆”、“一母生九子，九子各不同”的遗传与变异的初步概念。尽管遗传的现象早已被认识到，但是真正的对于遗传现象的本质思考和关于遗传学科的知识萌芽要推迟到19世纪初。年，法国学者拉马克（J.B.Lamarck）提出获得性遗传学说（尽管这个概念是错误的，但是它表明人们在试图解释遗传现象了）；年，德国学者奈特（T.Knight）开展豌豆杂交实验；年，英国博物学家达尔文出版《物种起源》，提出了自然选择的生物进化学说，但他没能够说明生物进化的机制；年，奥地利生物学家孟德尔发表了《植物杂交实验的遗传学定律》论文，但是他的论文延迟至35年后的年才被发现。可以说，从孟德尔发现遗传规律起始，人类已经对遗传这个现象的认识有了本质的跨越，尽管在年才得到重视。或许，就是孟德尔这样跨越时代似的人物把我们的认知一步步地推到了今天，也将有这样的人物继续把社会一步步推进。
尽管到了二十世纪初，遗传已经深入人心，但是遗传物质是什么却仍然困扰着人们。在二十世纪初的时候，人们早已经发现了细胞里存在核酸（包括DNA和RNA）和蛋白质，但当时的人们更倾向于认为蛋白质是遗传物质，至少大部分科学家是这样认为的。蛋白质有支撑细胞结构的作用（骨架）、蛋白质在细胞中大量存在、蛋白质承担了我们几乎所有的生命活动以及我们生命活动所需的能量更是需要在蛋白的作用下才能产生（蛋白充当代谢酶的作用）。蛋白质对于我们的生命活动如此重要以至于很长一段时间里，很多科学家都坚定地认为蛋白质才是遗传物质。但终究有一些科学家，认识到了蛋白质作为遗传物质的不合理之处，比如：不同类型细胞间的蛋白质无论是在种类还是数量上都存在差异，甚至是显著差异；蛋白质不存在遗传连续性。反之，有许多证据表明DNA符合遗传物质的特性，如同一种生物，不论年龄大小，不论身体的哪一种组织，在一定条件下，每一个细胞核的DNA含量基本相同，而精子的DNA含量正好是体细胞的一半；在各种生物中，能改变DNA结构的化学物质都可引起突变；DNA能够自我复制，具有遗传连续性。尽管越来越多的证据支持DNA才是遗传物质，但是在没有完美的证据出现之前，没有多少人愿意推翻之前的认知-蛋白质是遗传物质的认知。
让我们来看看这些曾经为证明DNA是遗传物质而做出重要贡献的科学家们。
（1）年，英国生物学家格里菲斯（F.Griffith）通过肺炎双球菌实验发现了在细菌之间存在遗传物质的转移。肺炎链球菌能引起人的肺炎和小鼠的败血症。肺炎链球菌有很多不同的菌株，但只有光滑型（S）菌株能引起疾病，粗糙型（R）菌株不致病。F.Griffith（）发现，将热杀死的S型细菌和活的无*的R型细菌共同注射到小鼠中，不仅很多小鼠因败血症而死亡，而且从他们的心脏血液中找到活的S型细菌。活的R型细菌，或死的S型细菌分别注射时，都不引起败血症。这说明，用热杀死的S型细菌可以把R型细菌转化为S型细菌，S型细菌有遗传物质能进入R型细菌。但这个遗传物质是什么，依然不能确定。
格里菲斯肺炎双球菌实验：
（2）格里菲斯的转化实验之后，科学家一直想确定完成转化的究竟是哪种物质。直到年，美国细菌学家艾弗里（O.T.Avery）等通过肺炎链球菌转化实验证明了在不同肺炎链球菌之间转移的遗传物质是DNA。主要思想是把S型细菌的组分进行细分提纯，包括多糖、脂质、蛋白质、DNA、DNA+DNA酶（降解DNA用），然后分别把这些细分后的S型细菌的成分分别和R型细菌进行转化实验，结果表明只有纯化的DNA可以把R型细菌转化为S细菌。
肺炎链球菌转化实验：
（3）虽然在我们看来艾弗里的实验已经是很完美的实验了，但是蛋白质是遗传物质的支持者们却不这么看，他们认为是DNA中残留的蛋白质起到了转化的作用（尽管DNA酶破坏了DNA的转化作用，尽管蛋白质这一组并没有起到转化作用），这有点像是为了反对而反对。直到年，AlfredHershey和MathaChase通过同位素标记的T2噬菌体增殖实验，完美证实DNA才是遗传物质之后，DNA是遗传物质的事实才得到普遍接受。
T2噬菌体增殖实验是怎么回事呢？T2噬菌体约有60%的蛋白质和40%的DNA，蛋白质构成它的外壳，而DNA藏于头部。当一个噬菌体感染大肠杆菌时，它的尾部吸附在菌体上。细菌被感染后，在体内形成大量的噬菌体，接着菌体裂解，几十个甚至几百个跟原来一样的噬菌体就释放出来。那么问题来了，噬菌体感染细菌时，进入细菌的是蛋白质还是DNA呢？换句话说，进入细菌产生新的噬菌体的遗传物质是什么？在回答这个问题之前，我们先来了解一下噬菌体的蛋白质和DNA的差异。硫仅在于T2噬菌体的蛋白组分中，磷主要存在于T2噬菌体的DNA中，至少占T2噬菌体中磷含量的99%。所以AlfredHershey和MathaChase用放射性同位素35S来标记蛋白，用放射性同位素32P来标记DNA，研究噬菌体遗传物质的传递。分别用放射性同位素35S和32P标记的噬菌体去感染未标记的细菌，然后测定宿主细菌的同位素标记。用35S标记的噬菌体感染细菌时，宿主细菌内很少有同位素标记，而大多数的35S标记的噬菌体蛋白质附着在宿主细菌的外面-在感染噬菌体的外壳中。用32P标记的噬菌体感染时，在蛋白质外壳中很少有放射性同位素，而大多数的放射性标记在宿主细菌内。这就说明，在感染时进入细菌的主要是DNA，而大多数蛋白质留在细菌的外壳。新的噬菌体中仅含有32P，而不含35S，这说明只有DNA才具有遗传连续性，蛋白质不具有遗传连续性，因此DNA才是遗传物质。
T2噬菌体增殖实验：
DNA是遗传物质这个事实，经过了超半个世纪的争议之后，终于在AlfredHershey和MathaChase的T2噬菌体增殖实验之后，得到了普遍的认可。尽管后来苏联还出了个“李森科（T．D．Lysenko）事件”，李森科的伪科学也在一段时间里对国内造成了影响。
主要参考资料：
刘祖洞等.遗传学，第三版，高等教育出版社。
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尘宇讲遗传