ミトコンドリアDNAの発見
いくつかの概念は、科学の世界を嵐に巻き込むが、他の概念は多くの小競り合いの後にのみそれを征服する。 ミトコンドリアDNA（mtDNA）の発見は、この第二のカテゴリーに属しています。 生化学者、組織学者、電子顕微鏡学者は何年もミトコンドリアのDNAを見ていましたが、それらのほとんどはDNAが本当にそこに属しているという考えの準備ができていませんでした。 この場合に説明できないと教科書のmtDNAないケースがほとんどどれだけこのDNAの追加機能が実装されました。,
真核細胞の基本的な構築計画が1950年代初頭にPalade、Sjöstrandなどの電子顕微鏡写真によって明らかにされた後、生化学者は、すべての高分子が一つだけの細胞内の位置を持っているというde Duveの教義を受け入れた。 細胞画分の解析では，ミトコンドリアのマーカーとしてチトクロームオキシダーゼ，小胞体のニコチアナミドアデニンジヌクレオチドりん酸（ＮＡＤＰＨ）–チトクロームｃレダクターゼ，核のＤＮＡを取った。, このような考え方を考えると、ミトコンドリア画分中のDNAの存在が一般的に核断片による汚染に起因する理由を理解することは容易である。 フォイルゲン反応のような組織化学的染色は、トリパノソームのキネトプラストと昆虫精子の”ネベンケルン”も染色したが、当時、これらの構造が実際には珍しいミトコンドリアであることはまだ認識されていなかった。, 両生類の卵母細胞の細胞質にも大量の核外DNAが検出されましたが、このDNAが実際にはこれらの大きな細胞に膨大な量のミトコンドリアを反映したmtDNAであることに気付くまでには何年もかかりました。 1961年、シカゴで開催されたアメリカ細胞生物学会第五年次総会で、ハンス-リスは細菌のDNAを含む核様体に似た封入体を持つミトコンドリアの電子顕微鏡写真を示し、ミトコンドリア（および葉緑体）には独自のDNAが含まれているという異端的な提案を行った。, 翌年に発表された論文では、RisとWalter S Plautはこれらの観測をさらに文書化し、拡大しました。 その後すぐに、いくつかのグループからの生化学的および形態学的証拠は、葉緑体中のDNAの存在を確認し
葉緑体DNAの発見は、生化学者は、カビNeurospora crassaおよび酵母Saccharomyces cerevisiaeのミトコンドリア機能に影響を与える特定の変異がメンデルの法則に従って継承されなかったことをMargaret MitchellおよびBoris Ephrussiによる初期の知見を新鮮に見てみました。, これらの変異に関与する未知の”染色体外因子”は、実際にはmtDNAであると推測するのは魅力的であるように見えました。
1962年までに、mtDNAの概念の根拠は十分に準備されましたが、概念自体は一般的に受け入れられませんでした。 振り返ってみると、科学界は、いくつかの多様な方法によってmtDNAの存在を文書化した説得力のある研究を待っていたようです。
これらの研究の一つは、ストックホルム大学のWenner Gren研究所で働いていた電子顕微鏡学者Margit MK NassとSylvan Nassから来ました。, 四酸化オスミウムで固定した後、介在物は凝集し、直径400Åの棒として現れ、四酸化オスミウムで固定した後、脱水前に酢酸ウラニルで処理すると、15-30Åの細い繊維として現れることが示された。, これらの封入体中のＤＮＡの存在に関するさらに説得力のある証拠は、軽く固定された胚組織をＤｎａｓｅで処理することによって封入体を除去できるという ペプシン、RNase、またはDNaseフリーバッファーコントロールでの治療は効果がありませんでした。 これらの電子顕微鏡写真の明瞭さと含まれていた慎重なコントロールは、細胞生物学者に説得力のある影響を与えました。 MMK NassとS Nassは、細胞生物学のジャーナルの1963年の問題で二つのバックツーバックの論文で彼らの仕事を発表しました。, しかし、当時、細胞生物学と生化学はまだかなり異なる分野であり、ほとんどの生化学者は細胞生物学に専念するジャーナルを熟読しませんでした。 したがって、MMK NassとS Nassによる知見が生化学的社会の意識に入るまでにはしばらく時間がかかりました。
ほぼ同時に、ウィーン大学生化学研究所のEllen Haslbrunner、Hans Tuppy、およびSchatzは、酵母S.cerevisiaeの呼吸機能を廃止する染色体外突然変異の生化学的基礎を見つけようとしていました。, 1960年代初頭、多くの生化学者は、酵母の”呼吸granules粒”を善意のミトコンドリアとして考慮することにまだ消極的であり、Haslbrunnerらによる研究を置いた。 米国および他の所のmitochondrial生物化学の主流の外の井戸。
ミトコンドリア中のDNAを探すために、生化学的アプローチが選択された。 酵母ミトコンドリアを利用可能な最良の方法で精製し，それらのＤＮＡ含量を昔からの”Ｄｉｅｓｃｈｅ”色反応によって測定した。, 数年前、de Duveたちは、細胞内画分を密度勾配で平衡に遠心分離すると、しばしば異なる細胞小器官がきれいに分離されることを示していました。 驚くべきことに，通常のしょ糖勾配は酵母ミトコンドリアを核断片から分離しなかったが，しょ糖をＸ線対照剤”ウログラフィン”に置き換えると，ミトコンドリアは非常に鋭いバンドを形成し，ＤＮＡは二つの画分にしか存在しなかった。, 底画分のＤＮＡはＤｎａｓｅによって容易に消化され，明らかに核ＤＮＡを表した。 ミトコンドリア画分中のＤＮＡは，オルガネラが最初にトリクロロ酢酸で破壊されない限り，Ｄｎａｓｅによって容易に消化されなかった。 その濃度は、異なる実験の間で非常に一定であった–1と4μg mg−1ミトコンドリアタンパク質の間。 ラット肝臓、ラット腎臓、およびウシ心臓からのウログラフィン精製ミトコンドリアは、mgタンパク質あたり10倍少ないDNA、0.2と0.6μg DNAの間に含ま, 典型的な哺乳類のミトコンドリアは、3×10-17g DNAを含むように計算された。 DNAが二本鎖であると仮定すると、1.2MDa以下のポリペプチド鎖をコードすることができなかった。 この結果はｍｔｄｎａが全てのミトコンドリア蛋白質をコードしている可能性をしっかりと排除していることから重要と考えられた。 今日、Haslbrunnerらによるこの初期の計算。 いくつかの理由で挑戦することができますが、それは現実に非常に近い来ました：哺乳類のmtDNAによってコードされた13のポリペプチドは0の総質量を,423MDa、およびコーディングの潜在性の残りはmitochondriaに通常DNAのゲノムの複数のコピーがあるという事実と同様、ribosomalおよび移動Rnaのための遺伝子によって主として説明されます。
