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Embora se saiba hoje que traços são transmitidos de pai para filho pelo DNA, esse nem sempre foi o caso. No século 19, os cientistas não tinham idéia de como a informação genética era herdada. No início do século XX, no entanto, uma série de experimentos inteligentes identificou o DNA como a molécula que os organismos usavam para transferir informações genéticas.
Experiência de Griffiths
No início do século 20, os cientistas sabiam que informações hereditárias eram passadas de pai para filho na forma de unidades discretas que eles chamavam de genes. Eles não sabiam, no entanto, onde ou como essas informações eram armazenadas e usadas pelos processos bioquímicos das células.
Em 1928, o cientista inglês Fred Griffiths injetou camundongos com bactérias do tipo IIIS Streptococcus pneumoniae, que são mortais para os ratos, e o tipo IIR de S. pneumoniae, que não é letal. Se as bactérias IIIS não foram mortas pelo calor, os ratos morreram; se eles foram mortos pelo calor, os ratos viveram.
O que aconteceu a seguir mudou a história da genética. Griffiths misturou IIIS mortas pelo calor e bactérias IIR vivas e as injetou nos ratos. Ao contrário do que ele esperava, os ratos morreram. De alguma forma, a informação genética foi transferida da bactéria IIIS morta para a cepa IIR viva.
Experiência Avery
Trabalhando com vários outros cientistas, Oswald Avery queria saber o que havia sido transferido entre as bactérias IIIS e IIR no experimento de Griffiths. Ele pegou as bactérias IIIS mortas pelo calor e as separou em uma mistura de proteínas, DNA e RNA. Em seguida, ele tratou essa mistura com um dos três tipos de enzimas: aquelas que destroem proteínas, DNA ou RNA. Finalmente, ele pegou a mistura resultante e a incubou com bactérias IIR vivas. Quando o RNA ou as proteínas foram destruídas, as bactérias IIR ainda captavam as informações genéticas do IIIS e se tornavam letais. Quando o DNA foi destruído, no entanto, a bactéria IIR permaneceu inalterada. Avery percebeu que a informação genética deve ser armazenada no DNA.
Experiência Hershey-Chase
A equipe de Alfred Hershey e Martha Chase determinou como a informação genética é herdada. Eles usaram um tipo de vírus que infecta Escherichia coli (E. coli), uma espécie de bactéria encontrada no intestino de humanos e animais. Eles cultivaram E. coli em um meio que incluía enxofre radioativo, que seria incorporado às proteínas, ou fósforo radioativo, que seria incorporado ao DNA.
Eles infectaram a E. coli com o vírus e transferiram a cultura viral resultante para outro lote não marcado de E. coli cultivado em meio sem elementos radioativos. O primeiro grupo de vírus agora não era radioativo, indicando que a proteína não é transmitida do vírus pai para o filho. Por outro lado, o segundo grupo de vírus permaneceu radioativo, indicando que o DNA foi passado de uma geração para a seguinte.
Watson e Crick
Em 1952, os cientistas sabiam que genes e informações hereditárias deveriam ser armazenados no DNA. Em 1953, James Watson e Francis Crick descobriram a estrutura do DNA. Eles elaboraram a estrutura reunindo dados de experimentos anteriores e usando-os para construir um modelo molecular. Seu modelo de DNA era feito de chapas de arame e metal, assim como os kits de plástico que os alunos usam nas aulas de química orgânica hoje.