ハーシーとチェイスの実験

 その前に、「放射性同位体」について説明しておきましょう。
 例年なら、この授業のころには化学基礎で学習しているはずです(もしかしたら課題で学習済みかな)。
 この時間には、化学とは違ってその特徴さえ知っていればいいので、詳細な学習は化学基礎に譲って必要なことだけ説明します。

 この世の中の物質をどんどん分解していくと、それ以上は分解できない(と昔考えられていた)原子という粒子になります。
原子には種類があり、原子の種類のことを元素といいます(もしかしたら微妙に違うかもしれませんが、こう考えてもきっと大丈夫)。
元素には、番号があって、1,2,3…と続きます。元素の番号ですが、原子番号といいます。
たとえば、原子番号1番の元素は水素、2番の元素はヘリウム…となります。
これを整理した表を周期表といいます。化学基礎の教科書の後ろに載っています。


同じ元素の原子でも、重さ(質量)の違うものがあります。
たとえば、同じ水素の原子でも、全く同じコップ1杯の重さが「1g」のものと「2g」のものと「3g」のものがあるんです。
同じ元素の原子の中で、重さの違うものを同位体といいます。
同位体は、重さが違うだけで、化学的な性質は全く変わりません。

さらに、同位体の中には、放射線を出すものもあり、放射性同位体と呼ばれます。
放射線は目に見えませんが、工夫すると見えるようになります。この時間は、「工夫すれば光って見える同位体」と理解してくれれば大丈夫です。

 同位体は化学的な性質が同じですから、食べ物や生物の体の中にも入れることができます。
 たとえば、炭素の放射性同位体で作った二酸化炭素を植物に与えて、光合成をおこなわせれば、植物の葉に放射線を出すデンプンを見つけることができます。もし私がそのデンプンを食べたら、私の体のどこにいったのかを放射線をたどって追跡することができます。


放射性同位体は、簡単に言えば、後から追跡できる便利な物質です。

 ハーシーとチェイスは、この放射性同位体を用いて実験しました。
まず、ファージ(ウイルスでしたね)は、DNAとタンパク質の2種類の物質からできています。
 DNAは、炭素(C)、水素(H)。酸素(O)、窒素(N)、リン(P)の5種類の元素からできています。
また、タンパク質は、炭素(C)、水素(H)。酸素(O)、窒素(N)、硫黄(S)の5種類の元素からできています。

【実験1】
ファージに、リン(P)の放射性同位体を取り込ませました。
そのファージを大腸菌(ファージのターゲットの細胞)と混ぜ合わせて、ファージが遺伝子を注入するのを待ちます。
遺伝子を注入したころを見計らって、ミキサー(あのジュースを作るやつです)でガーッとかき混ぜて、ファージを大腸菌から引き離します。
そして、遠心分離機で、大腸菌を沈殿させます。
その結果、沈殿した大腸菌からたくさんの放射線が検出されました。
上澄みからも、放射線は少し検出されました。


【実験2】
同じことを、硫黄(S)の放射性同位体を取り込ませたファージで行いました。
その結果、放射線は大腸菌からはほとんど検出されず、上澄みからたくさん検出されました。