miniatura|upright|Hyder, Avery, MacLeod e McCarty usaron febras de ADN purificado como estas, precipitadas a partir de solucións de compoñentes celulares, para realizar transformacións bacterianas. O experimento de Avery, MacLeod e McCarty foi unha demostración experimental publicada en 1944 por Oswald Avery, Colin MacLeod e Maclyn McCarty, de que o ADN é a substancia que causa a transformación bacteriana, o que implicaba que portaba a información xenética, nunha época en que a maioría dos científicos consideraban que as proteínas eran as moléculas que realizaban a función de almacenar a información xenética (e a propia palabra proteína acuñouse así coa raíz protos polo convencemento que había daquela de que a súa función era primaria). Foi a culminación das investigacións feitas na década de 1930 e en toda a primeira metade do século XX no Rockefeller Institute for Medical Research que intentaban identificar cal era o "principio transformante" responsable do fenómeno da transformación bacteriana descrito no famoso experimento de Griffith de 1928, no cal Griffith matou con calor unha cepa virulenta de tipo III-S da bacteria Streptococcus pneumoniae (pneumococo), e inxectou esas bacterias mortas xunto con bacterias vivas da cepa non virulenta II-R de pneumococos, o que tivo como resultado a morte do rato e a aparición no cadáver de bacterias de tipo III-S vivas, as cales eran bacterias II-R transformadas en III-S porque se supoñía que algunha substancia descoñecida (o "principio transformante") procedente das III-S mortas pasaba ás II-R vivas causando a transformación. Avery e os seus colegas, no seu artigo "Studies on the Chemical Nature of the Substance Inducing Transformation of Pneumococcal Types: Induction of Transformation by a Desoxyribonucleic Acid Fraction Isolated from Pneumococcus Type III", publicado no número de febreiro de 1944 da revista Journal of Experimental Medicine, suxiren que é o ADN (e non as proteínas como se cría maioritariamente daquela) o material hereditario das bacterias e o "principio transformante" buscado, e que podía ser análogo aos xenes e/ou virus dos organismos superiores.Fruton (1999), pp. 438–440
miniatura|400px|Avery ae os seus colegas mostraron que o ADN era o compoñente clave do experimento de Griffith, no cal se inxectaban en ratos bacterias mortas dunha cepa virulenta con bacterias vivas doutra cepa non virulenta e orixinábase unha infección similar ás causadas pola cepa virulenta.
Co desenvolvemento da tipificación serolóxica, os investigadores médicos puideron clasificar as bacterias en diferentes cepas, ou tipos. Cando se inocula unha persoa ou animal de laboratorio (como os ratos) cun determinado tipo ou cepa, orixínase unha resposta inmunitaria, xerando anticorpos que reaccionan especificamente cos antíxenos da bacteria. O soro sanguíneo que contén os anticorpos pode extraerse despois e ser aplicado a un cultivo bacteriano. Os anticorpos reaccionarán con outras bacterias do mesmo tipo que os da inoculación orixinal. Os tipos de pneumococos e a súa tipificación serolóxica descubríraos o bacteriólogo alemán Fred Neufeld. Ata os estudos de Frederick Griffith os bacteriólogos crían que os tipos (cepas) estaban fixados e non podían cambiar dunha xeración á seguinte, pero o experimento de Griffith demostraba o contrario.Lehrer, Steven. Explorers of the Body. 2nd edition. iuniverse 2006 p 46
O experimento de Griffith, publicado en 1928, indicaba que algún tipo de "principio transformante" da bacteria pneumococo podía causar a transformación dun tipo de pneumococo a outro. Griffith, que era un oficial médico británico, pasara varios anos aplicando a tipificación serolóxica a casos de pneumonía, unha enfermidade que podía ter un fatal desenlace frecuente a inicios do século XX. Atopou que varios tipos de pneumococos, algúns virulentos e outros non virulentos, estaban presentes no curso dun caso clínico de pneumonía e pensou que un tipo podía transformarse noutro (en vez de que simplemente cada tipo se reproducise). Para comprobar esa posibilidade, atopou nos seus experimentos que a transformación podía ocorrer cando as bacterias mortas do tipo virulento e as vivas non virulentas eran inxectadas xuntas en ratos: o rato desenvolvía unha infección mortal (normalmente causada polas bacterias vivas de tipo virulento) e que se podían illar bacterias virulentas vivas do rato infectado (a pesar que non se inoculara ningunha viva dese tipo).
Os descubrimentos do experimento de Griffith axiña foron confirmados, primeiro por Fred Neufeld no Instituto Robert Koch e por Martin Henry Dawson no Instituto Rockefeller.Dawson, Martin H. "The Interconvertibility of 'R' and 'S' Forms of Pneumococcus ", Journal of Experimental Medicine, volume 47, no. 4 (1 de abril de 1928): 577–591. Unha serie de investigadores do Instituto Rockefeller continuaron estudando a transformación nos anos seguintes. Xunto con Richard H.P. Sia, Dawson desenvolveu un método para transformar bacterias in vitro (en vez de in vivo como fixera Griffith). Despois da marcha de Dawson en 1930, James Alloway retomou os intentos de ampliar os descubrimentos de Griffith, que tiveron como resultado a extracción de solucións acuosas do principio transformante en 1933. Colin MacLeod traballou purificando esas solucións desde 1934 a 1937, e os traballos foron continuados en 1940 e completados por Maclyn McCarty.Fruton (1999), p. 438The Oswald T. Avery Collection: "Shifting Focus: Early Work on Bacterial Transformation, 1928–1940 ." Profiles in Science. U.S. National Library of Medicine. Consultado o 25 de febreiro de 2009.
Traballo experimental O pneumococo caracterízase por formar colonias lisas nas que as bacterias teñen unha cápsulas de polisacárido ou rugosas, sen cápsula. Os diferentes tipos clasifícanse de acordo coas súas especificidades inmunolóxicas.
O procedemento de purificación seguido por Avery consistía en primeiro matar a bacteria con calor e extraer os compoñentes solubles en solución salina. Despois, causábase a precipitación das proteínas usando cloroformo e as cápsulas de polisacárido eran hidrolizadas cun encima. Para verificar a completa destrución das cápsulas realizábase unha precipitación inmunolóxica causada por anticorpos específicos de tipo. Seguidamente, a porción activa era precipitada por fraccionamento con alcohol, orixinándose febras de moléculas fibrosas que podían ser retiradas cunha variña axitadora.
A análise química mostraba que as proporcións de carbono, hidróxeno, nitróxeno e fósforo nesta porción activa eran consistentes coa composición química do ADN. Para mostrar que o responsable da transformación era o ADN e non algunha pequena cantidade de ARN, proteínas ou algún outro compoñente celular, Avery e os seus colegas usaron diversos tests bioquímicos. Atoparon que a tripsina, quimotripsina e ribonuclease (encimas que degradan as proteínas e o ARN) non afectaban a transformación, pero que unha preparación encimática de "desoxirribonucleodepolimerase" (unha preparación crúa, que se podía obter de moitas fontes animais, que podía degradar o ADN) destruía o poder transformante do extracto.
Posteriores traballos en resposta a críticas e obxección que xurdiran incluíron a purificación e cristalización, feita por Moses Kunitz en 1948 dunha ADN depolimerase (deoxirribonuclease I), e os precisos traballos de Rollin Hotchkiss que mostraban que virtualmente todo o nitróxeno detectado no ADN purificado procedía da glicina, un produto da degradación da base nitroxenada nucleotídica adenina, e que a contaminación por proteínas non detectadas era como moito do 0,02% segundo a estimación de Hotchkiss.Fruton (1999), p. 439
miniatura|150px|Oswald Avery miniatura|150px|Colin MacLeod miniatura|150px|Maclyn McCarty (con Watson e Crick)
Repercusión do experimento Os descubrimentos experimentais do experimento de Avery, MacLeod e McCarty foron rapidamenre confirmados e ampliados a outras características hereditarias distintas das cápsulas polisacáridas bacterianas. Porén, había unha considerable reticencia a aceptar a conclusión de que o ADN era o material xenético. Segundo a influente "hipótese do tetranucleótido" de Phoebus Levene, o ADN consistía en unidades repetidas dos catro nucleótidos (coas catro bases nitroxenadas) e tiña pouca especificidade biolóxica. O ADN era, por tanto, considerado simplemente un compoñente estrutural dos cromosomas, mentres que se pensaba que os xenes probablemente estaban feitos do compoñente proteico dos cromosomas.Morange (1998), pp. 30–39Fruton (1999), pp. 440–441 Esta liña de pensamento foi reforzada pola cristalización en 1935 do virus do mosaico do tabaco feita por Wendell Stanley, e os paralelismos entre virus, xenes e encimas. Así, moitos biólogos pensaban que os xenes poderían ser unha especie de "superencima" e que os virus eran considerados, de acordo con Stanley, proteínas e compartían a propiedade da autocatálise con moitos encimas.Para as teorías entrecruzadas sobre virus, xenes e encimas neste período ver: Creager, Angela N. H. The Life of a Virus: Tobacco Mosaic Virus as an Experimental Model, 1930–1965. University of Chicago Press: Chicago, 2002. Ademais, poucos biólogos pensaban que a xenética se puidese aplicar ás bacterias, xa que estas carecían de cromosomas e de reprodución sexual. En particular, moitos dos xenetistas coñecidos informalmente como o grupo dos fagos, que serían moi influentes na nova disciplina da bioloxía molecular na década de 1950, eran contrarios a considerar o ADN o material xenético (e estaban inclinados a evitar os "desordenados" enfoques bioquímicos de Avery e os seus colegas). Algúns biólogos, incluíndo algúns do propio Instituto Rockefeller como Alfred Mirsky, poñían en dúbida os descubrimentos de Avery de que o principio transformante era ADN puro, suxerindo que os responsables eran os contaminantes proteicos presentes. Aínda que a transformación ocorría nalgúns tipos de bacterias, non podía ser replicada noutras bacterias (nin en ningún organismo superior), e a súa importancia parecía limitada principalmente á medicina.Deichmann, pp. 220–222
Os científicos que examinaron a repercusión do experimento de Avery, MacLeod e McCarty non están de acordo sobre o influente que foi na década de 1940 e inicios da de 1950. Gunther Stent suxeriu que foi en gran medida ignorado e só foi celebrado anos máis tarde, de maneira similar ao que ocorrera cos traballos de Gregor Mendel décadas antes do xurdimento da xenética. Outros, como Joshua Lederberg e Leslie C. Dunn, testemuñan a súa importancia temperá e citan o experimento como o comezo da xenética molecular.Deichmann, pp. 207–209
Uns cantos microbiólogos e xenetistas estaban interesados na natureza química e física dos xenes antes de 1944, pero o experimento de Avery, MacLeod e McCarty trouxo un maior e renovado interese sobre o asunto. Aínda que a publicación orixinal non menciona a xenética especificamente, Avery e moitos xenetistas que leron o seu artigo eran conscientes das implicacións xenéticas que tiña: Avery podía ter conseguido illar un xene como ADN puro. O bioquímico Erwin Chargaff, o xenetista H. J. Muller e outros loaron o resultado como algo que establecía a especificidade biolóxica do ADN e tiña importantes implicacións para a xenética se se demostraba que o ADN tiña un papel similar nos organismos superiores. En 1945, a Royal Society premiou a Avery coa medalla Copley, en parte polo seu traballo sobre a transformación bacteriana.Deichmann, pp. 215–220