DNA-replikation er semi-konservativ - (eksperimentel bevis)

Nogle af de store eksperimentelle beviser for, at DNA-replikation er semi-konservativ, er som følger: 1. Meselson og Stahl-eksperiment 2. Taylors eksperiment.

1. Meselson og Stahl Experiment:

Eksperiment udført af Mathew Messelson og Franklin Stahl (1957-58) viste påvist, at i intakte levende E. coli-celler, at DNA replikeres på halv-konservativ måde som postuleret af Watson og Crick.

Messelson og Stahl (1958) dyrkede bakterier E. coli i et kulturelt medium indeholdende ¹⁵ N isotoper ¹⁵ NH4Cl (15N er tung nitrogenoxid) nitrogen. Efter replikationen af ​​DNA fra E. coli i mange generationer i ¹⁵ N-medium blev det konstateret, at begge tråde af DNA indeholdt ¹⁵ N som bestanddel af puriner og pyrimidiner.

Dette tunge DNA-molekyle kunne skelnes fra det normale DNA ved centrifugering i en cæsiumchlorid (CsCl) densitetsgradient. At være ¹⁵ N ikke en radioisotopisk isotop, den kan adskilles fra ¹⁴ N kun baseret på densiteter.

Når disse bakterier med inkorporeret ¹⁵ N blev anbragt i medium indeholdende ¹⁴ N ( ¹⁴ NH4CI), blev det bemærket, at nydannede DNA-molekyler indeholder en Strand tyngre end den anden. DNA, der var dannet sådan, viste sig at være hybrid, da en streng var sammensat af '^ N (gammel), og en anden var sammensat af ¹⁴ N (ny) (figur 6.22).

De forskellige prøver blev separeret uafhængigt af CsCl-gradienter for at måle densiteter af DNA efter 20 minutter (1. generation). E. coli-bakterien opdeles i 20 minutter. Under anden replikation (efter 40 minutter) i normalt ¹⁴ N medium blev begge trådene igen adskilt (med radioaktiv og ikke-radioaktiv ¹⁵ N).

Det blev observeret, at ud af totalt fire dannede DNA-molekyler var to fuldstændigt ikke-radioaktive, og de resterende to var med en halv radioaktiv og en anden halv ikke-radioaktiv streng.

2. Taylors eksperiment:

JH Taylor et. al. (1958) demonstrerede også den semi-konservative replikationsmodus i DNA og kromosomer i rodspidsceller fra Vicia faba. Efter inkorporering af radioaktiv thymidin ³ H blev rodtipsene overført til umærket medium indeholdende colchicin.

Radioaktive kromosomer (med mærket DNA med ³ H) optrådte i form af spredte sorte prikker sølvkorn. Efter replikation af DNA og konstitution af kromosomer blev følgende fakta bemærket (fig. 6.23).

(a) Det blev i første generation fundet, at radioaktiviteten var ensartet fordelt i begge kromosomer. I sådanne tilfælde blev den originale streng af DNA-dobbelthelix mærket med ³ H, og den nydannede streng blev ikke-mærket.

(b) Under anden division repræsenterede kun en af ​​to kromosomer radioaktivitet ved at vise en streng radioaktiv (original) og en anden nonradioaktiv (nydannet).

Hvorfor virker begge strengene af DNA ikke som skabelon for RNA-syntese?

1. Begge DNA-tråde er med forskellig sekvens. Proteiner, der dannes på denne måde, på grund af tilstedeværelsen af ​​forskellige aminosyrer, vil variere.

2. På grund af dannelsen af ​​to forskellige proteiner fra et DNA vil komplicere den genetiske informations- og overføringsmekanisme.

3. Hvis to tråde af RNA dannes samtidigt fra ét DNA-molekyle, idet de er komplementære, bliver RNA dobbeltstrenget. Det vil stoppe oversættelsestrinnet, og proteindannelsen vil ikke være der. Således vil transkriptionstrinn ikke være til nogen brug for proteinsyntese.