DNA-replikasjon er semi-konservativ - (eksperimentell bevis)

Noen av de store eksperimentelle bevisene at DNA-replikasjon er semi-konservativ, er som følger: 1. Meselson og Stahl-eksperiment 2. Taylors eksperiment.

1. Meselson og Stahl Experiment:

Eksperiment utført av Mathew Messelson og Franklin Stahl (1957-58) viste at det i intakte levende E. coli-celler at DNA er replikert på semi-konservativ måte som postulert av Watson og Crick.

Messelson og Stahl (1958) dyrkede bakterier E. coli i et kulturelt medium som inneholder ¹⁵ N isotoper ¹⁵ NH ₄ Cl ( ¹⁵ N er tung nitrogenoksid) av nitrogen. Etter replikering av DNA fra E. coli i mange generasjoner i ¹⁵ N medium, ble det funnet at begge DNA-strengene inneholdt ¹⁵ N som bestanddel av puriner og pyrimidiner.

Dette tunge DNA-molekylet kunne skille seg fra det normale DNA ved sentrifugering i en cesiumklorid (CsCl) densitetsgradient. Å være ¹⁵ N ikke en radioisotopisk isotop, den kan skilles fra ¹⁴ N bare basert på tettheter.

Når disse bakteriene med inkorporert ¹⁵ N ble plassert i medium inneholdende ¹⁴ N ( ¹⁴ NH ₄ Cl), ble det lagt merke til at nydannede DNA-molekyler inneholder en Strand tyngre enn den andre. DNA slik dannet ble funnet å være hybrid, da en streng var sammensatt av '^ N (gammel), og en annen ble sammensatt av ¹⁴ N (ny) (figur 6.22).

De forskjellige prøver ble separert uavhengig av CsCl-gradienter for å måle tettheter av DNA etter 20 minutter (1. generasjon). E. coli-bakterien deler seg på 20 minutter. Under andre replikering (etter 40 minutter) i normalt ¹⁴ N medium ble begge strengene igjen separert (med radioaktiv og ikke-radioaktiv ¹⁵ N).

Det ble observert at ut av totalt fire DNA-molekyler dannet to var helt ikke-radioaktive og de resterende to var med en halv radioaktiv og en annen halv ikke-radioaktiv streng.

2. Taylors eksperiment:

JH Taylor et. al. (1958) demonstrerte også den semi-konservative repliseringsmodus i DNA og kromosomer i rottepsceller av Vicia faba. Etter inkorporering av radioaktiv tymidin ³ H ble rottipsene overført til umerket medium inneholdende kolchicin.

Radioaktive kromosomer (med merket DNA med ³ H) dukket opp i form av spredte sorte prikker av sølvkorn. Etter replikering av DNA og konstitusjon av kromosomer ble det observert fakta (figur 6.23).

(a) Det ble funnet i første generasjon at radioaktivitet ble jevnt fordelt i begge kromosomene. I slike tilfeller ble den originale streng av DNA-dobbelthelix merket med ³ H og nyformet streng var ikke-merket.

(b) Under annen deling representerte bare en av to kromosomer radioaktivitet ved å vise en trådradioaktiv (original) og en annen ikke-radioaktiv (nylig dannet).

Hvorfor virker begge strengene av DNA ikke som mal for RNA-syntese?

1. Begge strengene av DNA er med forskjellig sekvens. Proteiner dannet på denne måte, på grunn av tilstedeværelse av forskjellige aminosyrer, vil variere.

2. På grunn av dannelsen av to forskjellige proteiner fra ett DNA vil det komplisere den genetiske informasjonen og overføringsmekanismen.

3. Hvis to tråder av RNA dannes fra ett DNA-molekyl samtidig, blir det komplementært, blir RNA dobbeltstrenget. Det vil stoppe oversettelsestrinnet og proteindannelsen vil ikke være der. Således vil transkripsjonstrinn ikke være til noen bruk for proteinsyntese.