L'esperimento di Meselson-Stahl

Lo sfondo storico dell'esperimento sull'acciaio di Meselson

• Nel 1869 il medico Miescher scoprì per la prima volta l'acido desossiribonucleico - in breve DNA - nelle cellule. Nel 1943 Avery fu in grado di dimostrare che il DNA è il portatore dell'informazione genetica. Nel 1953 la loro struttura fu dimostrata da Watson e Crick.
• Dopo che è stato dimostrato che il DNA contiene le informazioni genetiche in forma crittografata e quale sia la sua struttura, non era ancora chiaro come si distribuisse tra le due cellule figlie durante la divisione cellulare. Ad ogni divisione cellulare, l'informazione genetica deve essere trasmessa per intero e non deve essere dimezzata.
• Nel 1958, Meselson e Stahl pubblicarono il loro esperimento dimostrando che il DNA è raddoppiato o replicato in modo semiconservativo. Hanno fatto ricerche sui batteri.

Il meccanismo di replica DNS spiegato semplicemente

1. Prima di ogni divisione cellulare, il DNA viene raddoppiato, cioè replicato, per poi essere completamente ridistribuito ad entrambe le cellule figlie. Quindi non c'è perdita di informazioni genetiche.
2. Il DNA è costituito da due filamenti, entrambi i quali contengono l'informazione genetica, semplicemente "rispecchiata" in ogni caso. Durante la replica, questo doppio filo viene aperto e ne viene costruito uno nuovo su ciascun filo.


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3. Questo meccanismo è chiamato "replica semiconservativa", poiché alla fine di ogni molecola di DNA prodotta è costituito da un vecchio e un filamento di nuova sintesi. Questi vengono poi distribuiti alle cellule figlie.

La sequenza di prova dell'esperimento Meselson-Stahl

• L'esperimento si basa sul fatto che durante la replicazione vengono costruiti nuovi filamenti di DNA dai materiali della cellula. Un materiale è l'azoto. Viene assorbito dalle cellule dell'ambiente.
• Meselson e Stahl hanno coltivato batteri su un mezzo nutritivo che conteneva azoto più pesante del normale. Le cellule batteriche assorbono questo pesante azoto e lo usano per produrre ciascuna un nuovo filamento di DNA per la loro divisione cellulare.
• Il DNA appena sintetizzato è quindi costituito da un filamento con normale azoto "leggero" e un filamento con azoto "pesante", poiché su ciascun vecchio filamento ne viene costruito uno nuovo. Le cellule batteriche di nuova creazione e quelle vecchie hanno tutte due filamenti di DNA di peso diverso.
• Dopo la prima divisione cellulare, dopo circa 20 minuti, i batteri vengono rimossi dal mezzo nutritivo e centrifugati. Con questa tecnica, un materiale viene separato in base alla gravità del materiale. Il DNA batterico si accumula in un unico luogo, poiché tutte le cellule, sia le cellule madri che quelle figlie, hanno gli stessi due filamenti di DNA.
• Il DNA si raccoglie in un luogo dove si raccolgono sostanze più pesanti del DNA, che è costituito solo da normale azoto leggero. Questo spiega che l'azoto pesante è stato utilizzato anche nel DNA appena sintetizzato.
• Nella fase successiva dell'esperimento di Meselson-Stahl, i batteri vengono nuovamente coltivati ​​su un mezzo nutritivo con azoto pesante, ma questa volta aspettando che si dividano due volte. Se il DNA di questi batteri viene centrifugato, una banda di DNA si raccoglie a livello del DNA, i batteri, dalla prima fase dell'esperimento. Alcuni batteri hanno di nuovo il DNA, che è costituito da un filamento con azoto pesante e un filamento con azoto leggero. Una seconda banda di DNA, invece, si raccoglie più in profondità perché è composta da due filamenti con azoto pesante.
• Nell'ultima fase dell'esperimento, è successo quanto segue: in primo luogo, viene sintetizzato un nuovo filamento "pesante" su ciascun filamento del DNA leggero. Le due molecole di DNA semi-leggere e semi-pesanti vengono distribuite alle cellule figlie della prima generazione. Durante la successiva divisione cellulare, su ciascun filamento si accumula DNA pesante, in modo che alla fine un DNA semipesante, molecola di DNA semileggera una molecola di DNA con due filamenti pesanti puri e ancora una mista sono.

L'esperimento di Meselson-Stahl spiega semplicemente che il DNA si replica in modo semiconservativo, piuttosto che in modo discontinuo o conservativo.