Войти
Эксперимент Мезельсон-Шталь эксперимент с Мэтью Месельсон и Франклин Stahl в 1958 году, которая поддерживается Уотсон и Крик «ы гипотезы о том, что репликация ДНК была полуконсервативной. При полуконсервативной репликации, когда реплицируется двухцепочечная спираль ДНК, каждая из двух новых двухцепочечных спиралей ДНК состоит из одной цепи исходной спирали и одной вновь синтезированной. Его назвали «самым красивым экспериментом в биологии». Мезельсон и Шталь решили, что лучший способ пометить родительскую ДНК - это изменить один из атомов в родительской молекуле ДНК. Поскольку азот содержится в азотистых основаниях каждого нуклеотида, они решили использовать изотоп азота, чтобы различать родительскую и вновь скопированную ДНК. Изотоп азота имел дополнительный нейтрон в ядре, что сделало его тяжелее.
Краткое изложение трех постулируемых методов синтеза ДНК Для метода репликации ДНК ранее были предложены три гипотезы.
В полуконсервативной гипотезе, предложенной Уотсоном и Криком, две цепи молекулы ДНК разделяются во время репликации. Каждая нить затем действует как шаблон для синтеза новой нити.
Консервативная гипотеза предложила, чтобы вся молекула ДНК выступала в качестве матрицы для синтеза совершенно нового. Согласно этой модели, гистоновые белки связываются с ДНК, вращая цепь и открывая нуклеотидные основания (которые обычно выстилают внутреннюю часть) для образования водородных связей.
Гипотеза дисперсии проиллюстрирована моделью, предложенной Максом Дельбрюком, который пытается решить проблему раскручивания двух цепей двойной спирали с помощью механизма, который разрывает основную цепь ДНК каждые 10 нуклеотидов или около того, раскручивает молекулу и прикрепляет старую цепь. нить до конца только что синтезированной. Это позволит синтезировать ДНК короткими фрагментами, чередующимися от одной цепи к другой.
Каждая из этих трех моделей дает разные прогнозы относительно распределения «старой» ДНК в молекулах, образовавшихся после репликации. Согласно консервативной гипотезе, после репликации одна молекула является полностью законсервированной «старой» молекулой, а другая - полностью вновь синтезированной ДНК. Полуконсервативная гипотеза предсказывает, что каждая молекула после репликации будет содержать одну старую и одну новую цепь. Дисперсионная модель предсказывает, что каждая нить каждой новой молекулы будет содержать смесь старой и новой ДНК.
Азот - основная составляющая ДНК. 14 N является наиболее распространенным изотопом азота, но ДНК с более тяжелым (но не радиоактивным) изотопом 15 N также является функциональной.
E. coli выращивали в течение нескольких поколений в среде, содержащей NH 4 Cl с 15 н. Когда ДНК экстрагируют из этих клеток и центрифугируют вградиенте плотностисоли ( CsCl ), ДНК отделяется в точке, в которой ее плотность равна этой плотности. раствора соли. ДНК клеток, выращенных всреде 15 N, имела более высокую плотность, чем клетки, выращенные в нормальнойсреде 14 N. После этогоклетки E. coli, содержащие только 15 н. ДНК, переносили в 14 н. Среду и позволяли им делиться; за ходом деления клеток следили с помощью микроскопического подсчета клеток и анализа колоний.
ДНК экстрагировали периодически и сравнивали с чистой 14 N ДНК и 15 N ДНК. После одной репликации было обнаружено, что ДНК имеет промежуточную плотность. Поскольку консервативная репликация привела бы к равным количествам ДНК более высокой и более низкой плотности (но не ДНК промежуточной плотности), консервативная репликация была исключена. Однако этот результат соответствовал как полуконсервативной, так и дисперсионной репликации. Полуконсервативная репликация приведет к двухцепочечной ДНК с одной цепью из 15 N ДНК и одной из 14 N ДНК, в то время как дисперсионная репликация приведет к двухцепочечной ДНК с обеими цепями, имеющими смеси из 15 N и 14 N ДНК, каждая из которых появилась бы как ДНК промежуточной плотности.
Авторы продолжали отбирать образцы клеток по мере продолжения репликации. Было обнаружено, что ДНК из клеток после завершения двух репликаций состоит из равных количеств ДНК с двумя различными плотностями, одна из которых соответствует промежуточной плотности ДНК клеток, выращенных только для одного деления в среде 14 N, а другая соответствует ДНК из клеток. выращивается исключительно на среде 14 Н. Это несовместимо с дисперсионной репликацией, которая привела бы к единичной плотности, более низкой, чем промежуточная плотность клеток одного поколения, но все же более высокой, чем у клеток, выращенных только в среде 14 N ДНК, поскольку исходная 15 N ДНК была бы такой. делятся поровну между всеми цепями ДНК. Результат соответствовал гипотезе полуконсервативной репликации.
