Das Meselson-Stahl-Experiment war ein Experiment durch Matthew Meselson und Franklin Stahl 1958, der die Hypothese unterstützt hat, dass DNA-Erwiderung halbkonservativ war. Halbkonservative Erwiderung bedeutet, dass, als die doppelte gestrandete DNA-Spirale wiederholt wurde, jede der zwei doppelten gestrandeten DNA helices aus einem Ufer bestanden hat, das aus der ursprünglichen Spirale und ein kürzlich synthetisiert kommt. Es ist "das schönste Experiment in der Biologie genannt worden."

Hypothesen

Drei Hypothesen waren vorher für die Methode der Erwiderung der DNA vorgeschlagen worden.

In der halbkonservativen Hypothese, die von Watson und Muskelkrampf vorgeschlagen ist, trennen sich die zwei Ufer eines DNA-Moleküls während der Erwiderung. Jedes Ufer handelt dann als eine Schablone für die Synthese eines neuen Ufers.

Die konservative Hypothese hat vorgeschlagen, dass das komplette DNA-Molekül als eine Schablone für die Synthese einer völlig neuen gehandelt hat. Gemäß diesem Modell, histone Proteine hat zur DNA gebunden, es auf solche Art und Weise verdrehend, um die Basen der beider Ufer für das Wasserstoffabbinden auszustellen.

Die dispersive Hypothese wird durch ein Modell veranschaulicht, das von Max Delbrück vorgeschlagen ist, der versucht, das Problem zu beheben, die zwei Ufer der doppelten Spirale durch einen Mechanismus abzuwickeln, der das DNA-Rückgrat alle 10 nucleotides bricht oder so, das Molekül aufdreht, und das alte Ufer dem Ende des kürzlich synthetisierten beifügt. Das würde die DNA in kurzen Stücken synthetisieren, die von einem Ufer bis den anderen abwechseln.

Jedes dieser drei Modelle macht eine verschiedene Vorhersage über den Vertrieb der "alten" DNA in nach der Erwiderung gebildeten Molekülen. In der konservativen Hypothese, nach der Erwiderung, ist ein Molekül das völlig erhaltene "alte" Molekül, und der andere ist die ganze kürzlich synthetisierte DNA. Die halbkonservative Hypothese sagt voraus, dass jedes Molekül nach der Erwiderung einen alten und ein neues Ufer enthalten wird. Das dispersive Modell sagt voraus, dass jedes Ufer jedes neuen Moleküls eine Mischung der alten und neuen DNA enthalten wird.

Experimentelles Verfahren und Ergebnisse

Stickstoff ist ein Hauptbestandteil der DNA. N ist bei weitem das reichlichste Isotop des Stickstoffs, aber die DNA mit dem schwereren (aber nichtradioaktiv) N Isotop ist auch funktionell.

E. coli wurden für mehrere Generationen in einem Medium mit N angebaut. Wenn DNA aus diesen Zellen herausgezogen und auf einem Salz-Dichte-Anstieg zentrifugiert wird, trennt sich die DNA am Punkt, an dem seine Dichte der der Salz-Lösung gleichkommt. Die DNA der im N Medium angebauten Zellen hatte eine höhere Dichte als im normalen N Medium angebaute Zellen. Nachdem das, E. coli Zellen mit nur N in ihrer DNA einem N Medium übertragen wurde und erlaubt wurde sich zu teilen; der Fortschritt der Zellabteilung wurde durch das Messen der optischen Dichte der Zellsuspendierung kontrolliert.

DNA wurde regelmäßig herausgezogen und war im Vergleich zur reinen N DNA und N DNA. Nach einer Erwiderung, wie man fand, hatte die DNA in der Nähe von der Zwischendichte. Da konservative Erwiderung auf gleiche Beträge der DNA höher und niedrigere Dichten hinauslaufen würde (aber keine DNA einer Zwischendichte), wurde konservative Erwiderung ausgeschlossen. Jedoch war dieses Ergebnis sowohl mit dem Halbkonservativen als auch mit der dispersive Erwiderung im Einklang stehend. Halbkonservative Erwiderung würde auf doppelt gestrandete DNA mit einem Ufer der N DNA und einer der N DNA hinauslaufen, während dispersive Erwiderung auf doppelt gestrandete DNA mit beiden Ufern hinauslaufen würde, die Mischungen von N und N DNA haben, von denen jeder als DNA einer Zwischendichte erschienen wäre.

Die Autoren haben zu Beispielzellen weitergemacht, wie Erwiderung weitergegangen hat. Die DNA von Zellen nach zwei Erwiderungen war vollendet worden wurde gefunden, aus gleichen Beträgen der DNA mit zwei verschiedenen Dichten, ein entsprechend der Zwischendichte der DNA von Zellen zu bestehen, die für nur eine Abteilung im N Medium, anderem entsprechend der DNA von Zellen angebaut sind, angebaut exklusiv im N Medium. Das war mit der dispersive Erwiderung inkonsequent, die auf eine einfache Dichte tiefer hinausgelaufen wäre als die Zwischendichte der Ein-Generation-Zellen, aber noch höher als Zellen angebaut nur im N DNA-Medium, weil die ursprüngliche N DNA gleichmäßig unter allen DNA-Ufern gespalten worden sein würde. Das Ergebnis war mit der halbkonservativen Erwiderungshypothese im Einklang stehend.

Literatur zitiert

Links

• Matthew Meselson iBioMagazine Gespräch: "Die Halbkonservative Erwiderung der DNA"
• DIE DNA Vom Anfang Ein Zeichentrickfilm, der das Experiment erklärt.
• Das Meselson-Stahl-Experiment ein Anderer nützlicher Zeichentrickfilm.
• Beschreibung des Meselson-Stahl-Experimentes einschließlich ursprünglicher Daten von Visionlearning