メセルソン-スタール実験

メセルソン鋼実験の歴史的背景

• 1869年、ミーシェル医師は最初に細胞内にデオキシリボ核酸（略してDNA）を発見しました。 1943年、エイブリーはDNAが遺伝子情報のキャリアであることを証明することができました。 1953年にそれらの構造はワトソンとクリックによって示されました。
• DNAが暗号化された形で遺伝情報を含み、その構造が何であるかが証明された後、細胞分裂中に2つの娘細胞間でどのように分布するかはまだ不明でした。 細胞分裂のたびに、遺伝情報は完全に伝えられなければならず、半分にされてはなりません。
• 1958年、メセルソンとスタールは、DNAが半保守的に2倍または複製されることを実証する実験を発表しました。 彼らはバクテリアの研究をしました。

DNSレプリケーションメカニズムの簡単な説明

1. 各細胞分裂の前に、DNAは2倍になります。つまり、複製されて、両方の娘細胞に完全に再分配されます。 したがって、遺伝情報の損失はありません。
2. DNAは2本の鎖で構成されており、どちらにも遺伝情報が含まれており、いずれの場合も単に「ミラーリング」されています。 レプリケーション中に、このダブルスレッドが開かれ、各ストランドに新しいスレッドが構築されます。


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3. このメカニズムは「半保存的複製」と呼ばれます。これは、生成される各DNA分子の最後に、古い鎖と新しく合成された鎖が含まれるためです。 次に、これらは娘細胞に分配されます。

メセルソン-スタール実験のテストシーケンス

• この実験は、複製中に細胞からの物質から新しいDNA鎖が構築されるという事実に基づいています。 1つの材料は窒素です。 それは環境から細胞によって吸収されます。
• メセルソンとスタールは、通常発生するよりも重い窒素を含む栄養培地でバクテリアを増殖させました。 バクテリアの細胞はこの重い窒素を吸収し、それを使ってそれぞれが細胞分裂のための新しいDNA鎖を生成します。
• 新しく合成されたDNAは、通常の「軽い」窒素を含むストランドと「重い」窒素を含むストランドで構成されます。これは、古いストランドごとに新しいDNAが構築されるためです。 新しく作成された細菌細胞と古い細菌細胞はすべて、異なる重量の2つのDNA鎖を持っています。
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• 最初の細胞分裂後、約20分後、細菌を栄養培地から除去し、遠心分離します。 この手法では、重大度に応じて材料が分離されます。 母細胞と娘細胞の両方のすべての細胞が同じ2本のDNA鎖を持っているため、細菌のDNAは1か所に蓄積します。
• DNAは、通常の軽い窒素だけでできているDNAより重い物質が集まる場所に集まる。 これは、新たに合成されたDNAにも重窒素が使用されたことを説明しています。
• メセルソン-スタール実験の次のステップでは、バクテリアは再び重窒素を含む栄養培地で増殖しますが、今回はバクテリアが2回分裂するのを待ちます。 これらのバクテリアのDNAを遠心分離すると、実験の最初のステップからDNAバンドがDNAレベルでバクテリアを収集します。 バクテリアの中には、重い窒素を含む1本の鎖と軽い窒素を含む1本の鎖で構成されるDNAを再び持っているものもあります。 ただし、2番目のDNAバンドは、重い窒素を含む2つのストランドで構成されているため、より深く収集されます。
• 実験の最後のステップで、次のことが起こりました。最初に、新しい「重い」鎖が軽いDNAの各鎖で合成されます。 2つの半分軽い、半分重いDNA分子は、第1世代の娘細胞に分配されます。 次の細胞分裂の間に、重いDNAが各鎖に蓄積されるので、最終的には半重い、 半分軽いDNA分子2本の純粋な重い鎖と混合された1本のDNA分子 それは。

Meselson-Stahl実験は、DNAが不連続的または保守的にではなく、半保守的に複製することを簡単に説明しています。