I. Lịch sử nghiên cứu
Nucleic acid là những hợp chất cao phân tử đóng vai trò hết sức quan trọng trong hoạt động sống của mọi cơ thể sinh vật.
Chúng tham gia vào các quá trình cơ bản của sự sống như sinh tổng hợp protein, sinh trưởng, sinh sản và di truyền.
Trong m ột thời gian dài các nhà hóa học và các nhà nghiên cứ u về sinh lý dinh dưỡng đã coi protein, lipid và carbonhydrate là ba chất quan trọng nhất tạo nên cơ thể sống. Quan điểm cho rằng nucleic acid là nh ững cấu tử trơ của nhân và tế bào chất đã mãi mãi lãng quên từ khi chất thứ tư này – nucleic acid được chứng minh là chất quan trọng hơn so với các chất trước đó.
Năm 1869, lần đầu tiên nhà hóa sinh học trẻ tuổi người Thụy Sĩ Friedrich Miescher (1844 -1895) đã phát hiện nucleic acid trong nhân tế bào. Ông đã đặt tên là nuclein vì nhận thấy nó tồn tại ở trong nhân tế bào (nucleus).
Đối tượng nghiên cứu của Miescher là những bạch cầu (lymphocytes). Khi dùng acid kết tủa dịch chiết xuất từ nhân của tế bào mủ lấy từ bông băng bỏ đi (bằng cách dùng enzyme phân hủy protein của dịch dạ dày là pepsin để tiêu hóa các phần khác giàu protein c ủa tế bào) ông đã vô cùng ngạc nhiên nh ận thấy rằng, nhân tế bào chứa một chất không phải mỡ, không phải carbonhydrate, cũng không phải protein. Nó cũng không giống một chất sống nào đã biết và chứa phosphor và nit ơ, hòa tan thì cho tính acid. Từ “nucleic acid” là do Altman đề nghị năm 1889 (ông đã phát hiện ra rằng đối tượng thuận tiện tốt nhất để chiết rút chất nuclein là những đầu tinh trùng của cá hồi). Và thực chất mỗi đầu tinh trùng của cá hồi hoàn toàn t ương ứng với một nhân tế bào. Để điều chế chế phẩm nucleic acid, Miescher đã hòa tan phần đầu của tinh trùng (tế bào sinh d ục đực) trong dung d ịch muối nồng độ cao, sau đó bằng cách thêm nước vào đã gây ra kết tủa nucleic acid ở dạng sợi. Cần phải giữ chế phẩ m lạnh do đó trong các ngày đông tháng giá của mùa đông, ông đã làm việc trong phòng không sưởi.
Thực tế, lịch sử nghiên cứu hóa học của nucleic acid gắn liền với tên tuổi của Felix Hoppe - Seiler (1825-1895), nhà sinh lý học và hoá họ c rất nổi tiếng người Đức vì chính ở phòng thí nghiệm của ông ở Tübingen. Miescher đã làm việc với danh nghĩa là người học trò và cộng tác viên khoa học trẻ. Mặc dù Miescher là một cộng tác viên vô cùng cẩn thận và đầ y triển vọng song Hoppe - Seiler vẫn thấy cần thiết phải đích thân lặp lại thí nghiệm xem có đúng là một chất mới hay không. Kết quả thực nghiệm không những khẳng
định thành t ựu của Miescher mà còn thu được thêm nhiều dẫn liệu mới rất đặc trư ng. Hoppe - Seiler còn phát hiện trong nhân tế bào nấm men cũng có chất nuclein giống như ở tế bào bạch cầu.
Người kế tục phát triển công trình của Miescher là nhà hóa sinh học (hóa học hữu cơ) người Đức Albrecht Kossel (1853 - 1927).
Năm 1882, ông đã phân tích nucleic acid ra những phần nhỏ chứa acid phosphoric, đường và base chứa nit ơ (Kossel đã tách được hai pyrimidine và đặt tên là cytosine và thymine, cũng như hai purine với tên adenine và guanine). Do công trình này ông đã đạt giải Nobel về y và sinh lý học vào năm 1910. Một pyrimidine khác là uracil cũng đã được phát hiện sau này.
Trong những năm đầ u của thế kỷ XX (1900 - 1932), nhà hóa sinh học người Mỹ gốc Nga Phoebus Aaron Theodore Levene (1869 - 1940) đã xác định được đơn vị cấu tạo của nucleic acid là các nucleotide (hay mononucleotide) và phân biệt được hai loại nucleic acid: deoxyribonucleic acid (DNA) và ribonucleic acid
(RNA).
Như vậy, cho đến năm 30 của thế kỷ XX này, người ta đã biết được thành phần của các nucleic acid.
Levene đã đoán trước 4 nucleotide khác nhau liên quan đến RNA là adenylic acid (chứa adenine), guanilic acid (chứa guanine), cytidilic acid (chứa cytosine) và uridic acid (chứa uracil). Ông cũng giả thiết 4 nucleotide tiếp theo liên quan đến DNA là deoxyadenilic acid, deoxyguanilic acid, deoxythymidilic acid (chứa thymidine) và deoxycytidilic acid (chứa cytosine).
Do các giả thiết này của Levene tỏ ra phù hợp với hiểu biết của hóa học cho nên chúng sớm được các nhà hóa học chấp nhận. Nhưng cho đến thời kỳ đầu những năm 1950, chúng vẫn chưa
được chứng minh rõ ràng khi nhà hóa sinh học người Anh
Alexander Robertus Todd (1907-1997) chưa tổng hợp được các nucleotide phù h ợp một cách chính xác với các công thứ c của
nguon VI OLET
