Хотя разделение цепей обычной ДНК вполне осуществимо, однако до сих пор не удавалось получить чистый препарат цепей только одного типа. К счастью, природа сама помогла найти выход из этого тупика. Р. Синсхаймер открыл организм — вирус ɸ Х174,— ДНК которого представляет собой одноцепочечную молекулу. Эту ДНК нетрудно выделить из очищенных вирусных частиц. Природа позаботилась и о комплементарной цепи. При заражении бактериальной клетки единственная цепь, вирусной ДНК служит матрицей для синтеза комплементарной цепи, что приводит к возникновению обычной двухцепочечной молекулы ДНК. Эту молекулу, известную под названием репликативной формы, также можно выделить для экспериментальных целей.
Для постановки эксперимента по гибридизации мои сотрудники Мэри Хайяши и Масаки Хайяши давали размножаться вирусу ɸ Х174 в бактериальных клетках в присутствии Р32, после чего выделяли меченую информационную РНК, которую смешивали затем с одноцепочечной ДНК фага ɸ Х174 и с денатурированной двухцепочечной ДНК этого фага. Полученные результаты не оставляют никаких сомнений. Одноцепочечная ДНК не дает гибридов с РНК, зато ДНК двухцепочечной формы легко образует гибриды. Следовательно, информационная РНК комплементарна той цепи двухцепочечной молекулы ДНК, которая появляется только после заражения бактерии фагом ɸ Х174. Что касается состава оснований, то, как мы и ожидали, РНК, способная образовывать гибриды, оказалась комплементарной только одной из двух цепей репликативной формы ДНК фага ɸ Х174.
Пользуясь аналогичными методами, к таким же выводам пришли Г. Токкини-Валентини и его сотрудники, а также К. Гринспен и Мармур, работавшие с другими вирусами. По-видимому, не остается никаких сомнений в том, что у всех организмов матрицей для синтеза РНК служит только одна цепь ДНК.
Первоначально для обнаружения гибридов использовали длительное центрифугирование при высоких скоростях. Э. Баутц и Б. Холл предложили применять для этой цели целлюлозо-ацетатные колонки, а Э. Болтон и Б. Мак-Карти разработали удобный и быстрый метод с применением колонок из агара. ДНК задерживается на агаровом геле, и РНК образует с ней гибриды. РНК затем удаляют, повышая температуру колонки и понижая ионную силу элюирующего, или вымывающего, раствора.
Метод гибридизации применяется сравнительно недавно. Тем не менее он успел уже зарекомендовать себя при анализе функций гена. Мы предвидим, что он будет играть все более и более важную роль при выяснении многих проблем молекулярной биологии, в том числе и тех, которые связаны с пониманием специализации клеток и биологической эволюции в целом.
«Молекулы и клетки», под ред. Г.М.Франка