تجربة ميسيلسون-ستال

الخلفية التاريخية لتجربة ميسيلسون للصلب

• في عام 1869 اكتشف الطبيب ميشر لأول مرة الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين - DNA اختصار - في الخلايا. في عام 1943 ، تمكن أفيري من إثبات أن الحمض النووي هو الناقل للمعلومات الجينية. في عام 1953 ، تم عرض هيكلها بواسطة Watson and Crick.
• بعد أن ثبت أن الحمض النووي يحتوي على المعلومات الجينية بشكل مشفر وما هي بنيته ، لم يتضح بعد كيف يتم توزيعه بين الخليتين الوليدين أثناء انقسام الخلية. مع كل انقسام خلوي ، يجب أن يتم تمرير المعلومات الجينية بالكامل ويجب ألا تنخفض إلى النصف.
• في عام 1958 ، نشر ميسلسون وستال تجربتهما التي أظهرت أن الحمض النووي يتضاعف أو يتكرر بشكل شبه متحفظ. أجروا أبحاثًا على البكتيريا.

شرح آلية تكرار DNS ببساطة

1. قبل كل انقسام للخلية ، يتضاعف الحمض النووي ، أي يتكرر ، ليتم بعد ذلك إعادة توزيعه بالكامل على كلتا الخلايا الوليدة. لذلك لا يوجد فقدان للمعلومات الجينية.
2. يتكون الحمض النووي من شقين ، كلاهما يحتوي على المعلومات الجينية ، "معكوسة" في كل حالة. أثناء النسخ المتماثل ، يتم فتح هذا الخيط المزدوج ويتم بناء خيط جديد على كل خيط.
   instagram viewer


كيف يأتي الحمض النووي في حقيقيات النوى؟

إذا كنت مهتمًا ببيولوجيا الخلايا ، فستكون مهتمًا أيضًا بـ ...

3. تسمى هذه الآلية "النسخ شبه المتحفظ" ، حيث يتكون في نهاية كل جزيء DNA ينتج من خيط قديم ومركب حديثًا. ثم يتم توزيعها على الخلايا الوليدة.

تسلسل اختبار تجربة ميسيلسون-ستال

• تستند التجربة إلى حقيقة أن خيوط الحمض النووي الجديدة تتكون من مواد من الخلية أثناء النسخ المتماثل. مادة واحدة هي النيتروجين. تمتصه الخلايا من البيئة.
• قام ميسيلسون وستال بتنمية البكتيريا على وسط غذائي يحتوي على نيتروجين أثقل من المعتاد. تمتص الخلايا البكتيرية هذا النيتروجين الثقيل وتستخدمه لإنتاج خيط جديد من الحمض النووي لتقسيم الخلايا.
• ثم يتكون الحمض النووي المركب حديثًا من خيط به نيتروجين عادي "خفيف" وخيط به نيتروجين "ثقيل" ، حيث يتم بناء واحد جديد على كل خيط قديم. تحتوي جميع الخلايا البكتيرية الجديدة والقديمة على شريطين من الحمض النووي بأوزان مختلفة.
• بعد انقسام الخلية الأول ، بعد حوالي 20 دقيقة ، تتم إزالة البكتيريا من وسط المغذيات وطردها. باستخدام هذه التقنية ، يتم فصل المادة وفقًا لشدتها. يتراكم الحمض النووي البكتيري في مكان واحد ، حيث أن جميع الخلايا - كل من خلايا الأم وابنتها - لها نفس شريطين من الحمض النووي.
• يتجمع الحمض النووي في مكان تتجمع فيه مواد أثقل من الحمض النووي ، والذي يتكون فقط من النيتروجين الخفيف الطبيعي. وهذا يفسر أن النيتروجين الثقيل كان يستخدم أيضًا في الحمض النووي المركب حديثًا.
• في الخطوة التالية من تجربة Meselson-Stahl ، نمت البكتيريا مرة أخرى على وسط غذائي به نيتروجين ثقيل ، ولكن هذه المرة في انتظار انقسامها مرتين. إذا تم طرد الحمض النووي لهذه البكتيريا بالطرد المركزي ، فإن شريط الحمض النووي يتجمع على مستوى الحمض النووي ، البكتيريا ، من الخطوة الأولى من التجربة. بعض البكتيريا لديها حمض نووي مرة أخرى ، والذي يتكون من حبلا واحد به نيتروجين ثقيل وخيط واحد به نيتروجين خفيف. ومع ذلك ، فإن شريط الحمض النووي الثاني يتجمع بشكل أعمق لأنه يتكون من خيطين بهما نيتروجين ثقيل.
• في الخطوة الأخيرة من التجربة ، حدث ما يلي: أولاً ، يتم تصنيع خيط "ثقيل" جديد على كل خيط من الحمض النووي الخفيف. يتم توزيع جزيئي الحمض النووي نصف الخفيف ونصف الثقيل على الخلايا الوليدة للجيل الأول. أثناء الانقسام الخلوي التالي ، يتم بناء الحمض النووي الثقيل على كل خيط ، بحيث يكون في النهاية شبه ثقيل ، نصف جزيء DNA خفيف جزيء DNA مع خيطين ثقيلين نقيين وجزيء مختلط مرة أخرى نكون.

توضح تجربة Meselson-Stahl ببساطة أن الحمض النووي يتكاثر بشكل شبه متحفظ ، وليس بشكل متقطع أو متحفظ.