Meselson-Stahl deneyi - Meselson–Stahl experiment

Meselson-Stahl deneyi tarafından bir deney olan Matthew Meselson ve Franklin Stahl desteklenen 1958 Watson ve Crick'in bu hipotezi DNA replikasyonu olan semiconservative . Yarı korunumlu replikasyonda, çift sarmallı DNA sarmalı kopyalandığında, iki yeni çift sarmallı DNA sarmalının her biri, orijinal sarmalın bir sarmalından ve bir yeni sentezlenmiş sarmaldan oluşuyordu. "Biyolojideki en güzel deney" olarak adlandırıldı. Meselson ve Stahl, ana DNA'yı etiketlemenin en iyi yolunun, ana DNA molekülündeki atomlardan birini değiştirmek olduğuna karar verdiler. Her nükleotidin azotlu bazlarında azot bulunduğundan, ana ve yeni kopyalanmış DNA arasında ayrım yapmak için bir azot izotopu kullanmaya karar verdiler. Azot izotopunun çekirdeğinde ekstra bir nötron vardı, bu da onu daha ağır hale getirdi.

Hipotez

Öngörülen üç DNA sentezi yönteminin bir özeti

DNA'nın replikasyon yöntemi için daha önce üç hipotez öne sürülmüştü.

Gelen semiconservative tarafından önerilen hipotezle, Watson ve Crick'in , bir DNA molekülünün, iki ip kolları, çoğaltma sırasında ayrılır. Her iplik daha sonra yeni bir ipliğin sentezi için bir şablon görevi görür.

Konservatif hipotez bütün DNA molekülü tamamen yeni bir sentezi için bir şablon olarak hareket ettiği önerilmiştir. Bu modele göre, histon proteinleri DNA'ya bağlanır, ipliği döndürür ve nükleotid bazlarını (normalde iç kısımda bulunan) hidrojen bağı için açığa çıkarır.

Dağıtıcı hipotez tarafından önerilen bir model ile tarif edilmektedir, En Delbrück sonları DNA omurga her 10 nükleotid ya da, molekül untwists bir mekanizma ile çift sarmal iki kolunu sökülme sorunu çözmek için girişimlerde, ve eski verdiği yeni sentezlenenin sonuna kadar iplik. Bu, DNA'yı bir iplikten diğerine değişen kısa parçalar halinde sentezleyecektir.

Bu üç modelin her biri, replikasyondan sonra oluşan moleküllerdeki "eski" DNA'nın dağılımı hakkında farklı bir tahminde bulunur. Muhafazakar hipotezde, replikasyondan sonra, bir molekül tamamen korunmuş "eski" moleküldür ve diğeri ise tamamı yeni sentezlenmiş DNA'dır. Yarı korunumlu hipotez, replikasyondan sonra her molekülün bir eski ve bir yeni iplik içereceğini tahmin eder. Dağıtıcı model, her yeni molekülün her bir zincirinin eski ve yeni DNA'nın bir karışımını içereceğini tahmin eder.

Deneysel prosedür ve sonuçlar

Azot , DNA'nın önemli bir bileşenidir. ¹⁴ N , açık ara en bol nitrojen izotopudur , ancak daha ağır (ancak radyoaktif olmayan) ¹⁵ N izotopuna sahip DNA da işlevseldir.

E.coli NH ihtiva eden bir ortam içinde birkaç nesil boyunca büyütüldü ₄ ile Cl ¹⁵ DNA bu hücrelerden çıkarılır ve bir tuz santrifüj zaman N'ye ( CsCl ) yoğunluk gradyan DNA yoğunluğu bu eşit olduğu noktada ayırır tuz çözeltisinden. ¹⁵ N ortamiçinde büyütülen hücrelerin DNA'sı,normal ¹⁴ N ortamiçinde yetiştirilen hücrelerden daha yüksek bir yoğunluğa sahipti. Bundan sonra,DNA'larındasadece ¹⁵ N bulunan E. coli hücreleri, ¹⁴ N'lik bir ortamaaktarıldıve bölünmelerine izin verildi; hücre bölünmesinin ilerlemesi, mikroskobik hücre sayımları ve koloni tahlili ile izlendi.

DNA periyodik olarak ekstrakte edildi ve saf ¹⁴ N DNA ve ¹⁵ N DNA ile karşılaştırıldı. Bir replikasyondan sonra, DNA'nın orta yoğunluğa sahip olduğu bulundu. Konservatif replikasyon, daha yüksek ve daha düşük yoğunluklu DNA'ların eşit miktarları ile sonuçlanacağından (ancak orta yoğunlukta DNA olmadığı için), konservatif replikasyon hariç tutulmuştur. Bununla birlikte, bu sonuç hem yarı-koruyucu hem de dağıtıcı çoğaltma ile tutarlıydı. Yarı korunumlu replikasyon, bir zincir ¹⁵ N DNA ve bir tanesi ¹⁴ N DNA ile çift sarmallı DNA ile sonuçlanırken, dağıtıcı replikasyon, her iki sarmalın da ¹⁵ N ve ¹⁴ N DNA karışımlarına sahip olduğu çift sarmallı DNA ile sonuçlanacaktır. orta yoğunlukta bir DNA olarak ortaya çıkacaktı.

Yazarlar, çoğaltma devam ettikçe hücreleri örneklemeye devam etti. İki replikasyon tamamlandıktan sonra hücrelerden alınan DNA'nın, biri ¹⁴ N ortamında sadece bir bölünme için büyütülen hücrelerin DNA'sının ara yoğunluğuna karşılık gelen, diğeri hücrelerden alınan DNA'ya karşılık gelen iki farklı yoğunluğa sahip eşit miktarlarda DNA'dan oluştuğu bulundu. sadece ¹⁴ N ortamında büyütüldü . Bu, tek nesil hücrelerin ara yoğunluğundan daha düşük, ancak orijinal ¹⁵ N DNA'nın olacağı gibi sadece ¹⁴ N DNA ortamında yetiştirilen hücrelerden daha yüksek olan tek bir yoğunlukla sonuçlanacak olan dağıtıcı çoğaltma ile tutarsızdı. tüm DNA zincirleri arasında eşit olarak bölünür. Sonuç, yarı korunumlu replikasyon hipotezi ile tutarlıydı.

Referanslar

Dış bağlantılar

• Matthew Meselson'ın Kısa Konuşması: "DNA'nın Yarı Muhafazakar Replikasyonu"
• Baştan DNA Deneyi açıklayan bir animasyon.
• Meselson-Stahl Deneyi Bir başka yararlı animasyon.
• Meselson ve Stahl Deneyi İngilizce Animasyon
• Visionlearning'den alınan orijinal veriler de dahil olmak üzere Nathan H. Lents tarafından yazılan Meselson-Stahl Deneyinin açıklaması