核酸分為兩種。主要存在於細胞核內的,稱為脫氧核糖核酸,簡稱DNA;另外一種主要存在於細胞核外,化學結構略有不同,稱為核糖核酸,簡稱RNA。由於DNA存在於細胞核中,人們當然把目光主要集中於DNA上。它們很可能與遺傳基因有關。
但是,生命的性狀和各種現象是如此的豐富多彩和千變萬化,相對而言,核酸的分隻有4種,結構也比較簡單,與其說它可能是遺傳物質,還不如說結構複雜得多的蛋白質,才更可能控製複雜的生長發育以及決定生命的各種現象,DNA的作用,到了20世紀中葉,人們才開始重新加以注意。
我們先來看看一個非常有趣的細菌實驗。一些已經死去的毒力很強的細菌,與一些仍然活著的無毒細菌放在一起進行培養,結果,無毒菌的後代卻變成了有毒的細菌。這是為什麼呢?在微生物學上,它一度被稱為“格裏菲斯之謎”。
格裏菲斯是一個經常與細菌和小白鼠打交道的美國生物學家。小白鼠是生物實驗中常用的實驗動物。雖然它們也是一種老鼠,但是紅紅的小眼睛和雪白的皮毛,非常讓人喜愛。格裏菲斯經常將一些細菌注射到小白鼠的體內,看小白鼠有什麼反應,以便對細菌的性質做出分析和判斷。
肺炎球菌,顧名思義,是能夠引起肺炎的細菌。科學家們發現,自然界中存在有兩種肺炎球菌。在顯微鏡下可以分辨出,一種菌落光滑,一種菌落粗糙。別小看這種微不足道的差別,它們的性質差別可不小。光滑的毒性很強,可以使小白鼠生病死亡;粗糙的沒有毒性,不會使小白鼠生病。
格裏菲斯用高溫將有毒性的光滑菌殺死後,注射到老鼠體內,結果老鼠平安無事。可是,當他把被殺死的光滑菌與活的粗糙菌混在一起,再注射到老鼠體內時,奇怪的事情發生了:可憐的老鼠死了。
單獨注射已被殺死的有毒菌或活的無毒菌,都對老鼠沒什麼危害,為什麼兩個混到一塊後就可以殺死老鼠呢?難道死菌又複活了嗎?死菌複活是不可能的。這一現象引起了格裏菲斯的高度重視。格裏菲斯又進一步做了體外實驗,把有毒菌的“屍體”和無毒菌放在一起培養,結果發現,無毒菌的許多後代,已轉化成有毒菌了!
這說明,光滑型有毒細菌中有一種物質可以進入粗糙型細菌,從而使粗糙型細菌發生變異,獲得了致病性。但到底是什麼物質呢?死菌在小白鼠體內重新複活,成了一個謎。
1944年,也就是“格裏菲斯之謎”產生後16年,原籍加拿大的美國細菌學家埃弗裏重複了格裏菲斯的試驗,他決心搞清楚無毒菌轉化成有毒菌的物質到底是什麼,並設計了新的實驗,從而徹底解開了“死菌複活的秘密”。他將光滑型細菌的各成分加以分離,分別提取出核酸、蛋白質及多糖物質,再分別和粗糙型細菌混合一起培養,然後分別給小白鼠進行注射。結果發現蛋白質不能使無毒菌轉化成有毒菌,多糖物質也沒這個本事,隻有核酸例外,它能使一部分無毒菌變成有毒性的菌,導致小白鼠死亡。