Meselson ståleksperiment

Biologene Matthew Meselson og Franklin Stahl utviklet Meselson-Stahl-eksperimentet , utgitt i 1958 og oppkalt etter dem , som det kan demonstreres med at replikasjonen av DNA er semikonservativ ( semi-konservativ ), dvs. det genetiske materialet til dattercellene, avhengig av på celledeling Halvdel består av den genetiske informasjonen til morscellen og halvparten er nylig syntetisert .

De tre teoretiske mulige replikasjonsmekanismene

I tillegg til det halvkonservative ble hypotesene til det konservative og spredningsreplikasjonen også diskutert på forhånd :

  • Med konservativ replikering er moderens DNA fullstendig bevart, og kopiene av de to enkle strengene settes sammen for å danne en ny dobbel streng.
  • I semikonservativ replikasjon blir halvparten av mor-DNA beholdt i hvert dattermolekyl. Den andre halvdelen er nylig lagt til.
  • Den disperse replikasjon (også spredende replikasjon ) fortsetter på lignende måte i prinsippet, her også halvparten av moder DNA holdes tilbake i hvert datter-DNA, blir den andre halvparten erstattet av nye nukleotider . Imidlertid er erstatningsmekanismen helt annerledes - fordi nukleotidene til mor-DNAet veksler med de nylig tilsatte nukleotidene.
Tetthetsgradient i henhold til forskjellige generasjoner

For eksperimentet dyrket forskerne først bakterier på et næringsmedium som bare inneholdt en nitrogenisotop med et massetall på 15. Dette ble deretter integrert i deres DNA av bakteriene. Bakterier av denne stammen ble deretter påført et næringsmedium som inneholdt nitrogen med et massetall på 14. Etter 20 minutter ble bakterier av den første etterfølgergenerasjonen (F1-generasjonen) deretter fjernet og deres genetiske materiale ble utsatt for tetthetsgradient sentrifugering . Det ble funnet at sedimentasjonsnivået til det bakterielle DNA var nøyaktig mellom referansenivåene til DNA som utelukkende inneholdt 14 eller 15 u nitrogen. Dette betydde at den konservative teorien kunne utelukkes, ettersom ellers to sedimenteringsnivåer måtte ha dannet seg på nivået med referansenivåene.

For å kunne bestemme hvilken av de to andre teoriene som er riktig, ble prosessen gjentatt med individer fra F2-generasjonen. Det ble funnet at halvparten av det bakterielle genetiske materialet sedimenterte i F1-generasjonen og halvparten i referansenivået på 14 u. Dette samsvarer nøyaktig med spådommene i den semikonservative teorien, men utelukker ikke fullstendig spredning av replikering. Teoretisk sett kunne fragmentene bevares i en spredningsreplikasjon og alltid veksles nye og gamle DNA-fragmenter (på grunn av en mekanisme), hvorved tettheten til DNA vil oppføre seg på samme måte som i eksperimentet. For å fullstendig utelukke spredning av replikering, oppvarmet Meselson og Stahl DNA fra F1-generasjonen i mediet av tetthetsgradientsentrifugen i 30 minutter ved 100 ° C, hvorved det dobbeltstrengede DNA ble delt i enkle tråder (Meselson og Stahl observerte at vekten av molekylene var omtrent halvert). I tetthetsgradient-sentrifugeringen ble det nå funnet to bånd som matchet båndene med oppvarmet rent N15- og N14-DNA. Dette gjorde det mulig å utelukke spredning av replikering.

Se også

litteratur

weblenker

Individuelle bevis

  1. ^ Matthew Meselson og Franklin W. Stahl: Replikasjonen av DNA i Escherichia coli *. Hentet 22. april 2017 (engelsk).