การทดลองของเมเซลสัน-สตาห์ล

ภูมิหลังทางประวัติศาสตร์ของการทดลองเหล็ก Meselson

• ในปี 1869 แพทย์ Miescher ได้ค้นพบกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก - DNA สำหรับเซลล์ระยะสั้น ในปี 1943 เอเวอรี่สามารถพิสูจน์ได้ว่า DNA เป็นพาหะของข้อมูลทางพันธุกรรม ในปีพ.ศ. 2496 วัตสันและคริกได้แสดงโครงสร้างของพวกเขา
• หลังจากที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่า DNA มีข้อมูลทางพันธุกรรมในรูปแบบที่เข้ารหัสและโครงสร้างของมันคืออะไร ก็ยังไม่ชัดเจนว่ามันกระจายไประหว่างเซลล์ลูกสาวทั้งสองระหว่างการแบ่งเซลล์อย่างไร ในการแบ่งเซลล์แต่ละครั้ง ข้อมูลทางพันธุกรรมจะต้องส่งต่ออย่างครบถ้วนและต้องไม่ลดลงครึ่งหนึ่ง
• ในปี 1958 Meselson และ Stahl ได้ตีพิมพ์การทดลองของพวกเขาซึ่งแสดงให้เห็นว่า DNA นั้นถูกทำซ้ำหรือทำซ้ำกึ่งอนุรักษ์นิยม พวกเขาทำวิจัยเกี่ยวกับแบคทีเรีย

กลไกการจำลองแบบ DNS อธิบายอย่างง่าย

1. ก่อนการแบ่งเซลล์แต่ละครั้ง ดีเอ็นเอจะเพิ่มเป็นสองเท่า กล่าวคือ ทำซ้ำ เพื่อที่จะกระจายไปยังเซลล์ลูกสาวทั้งสองอย่างสมบูรณ์ ดังนั้นจึงไม่มีการสูญเสียข้อมูลทางพันธุกรรม
instagram viewer
2. ดีเอ็นเอประกอบด้วยสองสาย ซึ่งทั้งสองสายมีข้อมูลทางพันธุกรรม เพียง "สะท้อน" ในแต่ละกรณี ในระหว่างการจำลองแบบ เธรดคู่นี้จะเปิดขึ้นและเธรดใหม่จะถูกสร้างขึ้นในแต่ละเกลียว


DNA เกิดขึ้นได้อย่างไรในยูคาริโอต?

หากคุณสนใจในชีววิทยาของเซลล์ คุณจะต้องสนใจอย่างแน่นอน ...

3. กลไกนี้เรียกว่า "การจำลองแบบกึ่งอนุรักษ์" เนื่องจากที่ส่วนท้ายของโมเลกุลดีเอ็นเอแต่ละอันที่ผลิตขึ้นประกอบด้วยเกลียวเก่าและเส้นใยสังเคราะห์ใหม่ สิ่งเหล่านี้จะกระจายไปยังเซลล์ลูกสาว

ลำดับการทดสอบของการทดลอง Meselson-Stahl

• การทดลองนี้อาศัยข้อเท็จจริงที่ว่าสาย DNA ใหม่ถูกสร้างขึ้นจากวัสดุจากเซลล์ในระหว่างการจำลองแบบ วัสดุหนึ่งคือไนโตรเจน มันถูกดูดซับโดยเซลล์จากสิ่งแวดล้อม
• Meselson และ Stahl เติบโตแบคทีเรียบนอาหารที่มีไนโตรเจนหนักกว่าปกติ เซลล์แบคทีเรียรับไนโตรเจนหนักนี้และใช้มันเพื่อสร้าง DNA ใหม่ขึ้นมาสำหรับการแบ่งตัวของเซลล์
• จากนั้น DNA ที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่จะประกอบด้วยเกลียวที่มีไนโตรเจน "เบา" ปกติและเกลียวที่มีไนโตรเจน "หนัก" เนื่องจากมีการสร้างสายใหม่ขึ้นบนเกลียวเก่าแต่ละเส้น เซลล์แบคทีเรียที่สร้างขึ้นใหม่และเซลล์เก่าล้วนมีสายดีเอ็นเอสองสายที่มีน้ำหนักต่างกัน
• หลังจากการแบ่งเซลล์ครั้งแรก หลังจากนั้นประมาณ 20 นาที แบคทีเรียจะถูกลบออกจากอาหารเลี้ยงเชื้อและปั่นเหวี่ยง ด้วยเทคนิคนี้ วัสดุจะถูกแยกออกตามความรุนแรงของวัสดุ DNA ของแบคทีเรียสะสมในที่เดียว เนื่องจากเซลล์ทั้งหมด - ทั้งเซลล์แม่และลูกสาว - มี DNA สองสายเหมือนกัน
• ดีเอ็นเอรวบรวมในสถานที่ที่สารที่หนักกว่าดีเอ็นเอซึ่งประกอบขึ้นจากไนโตรเจนแสงปกติเท่านั้น สิ่งนี้อธิบายว่าไนโตรเจนหนักยังถูกใช้ใน DNA ที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่ด้วย
• ในขั้นตอนต่อไปของการทดลอง Meselson-Stahl แบคทีเรียจะเติบโตอีกครั้งบนอาหารที่มีไนโตรเจนหนัก แต่คราวนี้รอให้พวกมันแบ่งสองครั้ง หาก DNA ของแบคทีเรียเหล่านี้ถูกหมุนเหวี่ยง แถบ DNA จะรวบรวมที่ระดับ DNA ซึ่งเป็นแบคทีเรียตั้งแต่ขั้นตอนแรกของการทดลอง แบคทีเรียบางตัวมี DNA อีกครั้ง ซึ่งประกอบด้วยสายหนึ่งที่มีไนโตรเจนหนัก และอีกสายหนึ่งที่มีไนโตรเจนเบา อย่างไรก็ตาม แถบ DNA ที่สองนั้นสะสมอยู่ลึกกว่านั้นเพราะมันประกอบด้วยสองสายที่มีไนโตรเจนหนัก
• ในขั้นตอนสุดท้ายของการทดลอง สิ่งต่อไปนี้ได้เกิดขึ้น: ขั้นแรก สาย "หนัก" ใหม่ถูกสังเคราะห์ขึ้นบนแต่ละสายของดีเอ็นเอแสง โมเลกุล DNA แบบครึ่งเบาและหนักครึ่งหนึ่งถูกแจกจ่ายไปยังเซลล์ลูกสาวของรุ่นแรก ระหว่างการแบ่งเซลล์ครั้งถัดไป DNA หนักจะถูกสร้างขึ้นบนแต่ละสาย ดังนั้นในท้ายที่สุดจะมีกึ่งหนัก โมเลกุลดีเอ็นเอครึ่งแสง โมเลกุลดีเอ็นเอที่มีสายหนักบริสุทธิ์สองเส้น และอีกสายหนึ่งผสมกัน เป็น.

การทดลอง Meselson-Stahl อธิบายง่ายๆ ว่า DNA จำลองแบบกึ่งอนุรักษ์นิยม แทนที่จะทำซ้ำแบบต่อเนื่องหรือแบบอนุรักษ์นิยม