DNR replikacija yra pusiau konservatyvi - (eksperimentinis įrodymas)

Kai kurie pagrindiniai eksperimentiniai įrodymai, kad DNR replikacija yra pusiau konservatyvūs, yra tokie: 1. Meselson ir Stahl eksperimentas 2. Taylor eksperimentas.

1. Meselson ir Stahl eksperimentas:

Eksperimentas, kurį atliko Mathew Messelson ir Franklin Stahl (1957-58), įtikinamai įrodė, kad nepažeistose gyvose E. coli ląstelėse DNR atkartojama pusiau konservatyviu būdu, kaip teigia Watson ir Crick.

„Messelson“ ir „Stahl“ (1958) augino bakterijas E. coli kultūrinėje terpėje, turinčioje ¹⁵ N izotopus ¹⁵ NH4CI ( ¹⁵ N yra sunkus azoto izotopas). Po E. coli DNR dauginimo kartoms ¹⁵ N terpėje, nustatyta, kad abi DNR grandinės buvo ¹⁵ N kaip purinų ir pirimidinų sudedamoji dalis.

Ši sunki DNR molekulė gali būti atskirta nuo normalios DNR, centrifuguojant cezio chlorido (CsCl) tankį. ¹⁵ N ne radioizotopinis izotopas, jis gali būti atskirtas nuo ¹⁴ N tik remiantis tankiais.

Kai šios bakterijos su ¹⁵ N įdėta į terpę, kurioje yra ¹⁴ N ( ¹⁴ NH4CI), pastebėta, kad naujai suformuotos DNR molekulės turi vieną Strand sunkesnę už kitą. Nustatyta, kad DNR, susidariusi, buvo hibridas, nes viena kryptis buvo sudaryta iš '^ N (senosios), kita - ¹⁴ N (nauja) (6.22 pav.).

Įvairūs mėginiai buvo atskirti nepriklausomai nuo CsCl gradientų, kad būtų matuojamas DNR tankis po 20 minučių (pirmoji karta). E. coli bakterija dalijasi per 20 minučių. Antrojo replikacijos metu (po 40 minučių) normalioje ¹⁴ N terpėje abi juostelės vėl atskyrė (su radioaktyviosios ir ne radioaktyviosios ¹⁵ N).

Pastebėta, kad iš visų keturių DNR molekulių susidarė dvi visiškai radioaktyviosios, o likusios dvi - viena pusė radioaktyviosios ir kitos pusinės radioaktyviosios grandinės.

2. Taylor eksperimentas:

JH Taylor et. al. (1958) taip pat parodė pusiau konservatyvų replikacijos būdą DNR ir chromosomose Vicia faba šaknų galuose. Įjungus radioaktyvų timidiną 3H, šaknų antgaliai buvo perkelti į nepažymėtą terpę, turinčią kolchiciną.

Radioaktyviosios chromosomos (pažymėtos DNR, turinčios ³ H) atsirado iš juodų sidabro grūdų taškų. Po DNR replikacijos ir chromosomų formavimosi pastebėta (6.23 pav.).

a) Pirmoje kartoje nustatyta, kad radioaktyvumas buvo vienodai paskirstytas abiejose chromosomose. Tokiais atvejais pradinė DNR dvigubo spiralės kryptis buvo pažymėta ³ H ir naujai suformuota grandinė buvo nepažymėta.

(b) Antrojo pasiskirstymo metu tik vienas iš dviejų chromosomų buvo radioaktyvus, rodant vieną krypties radioaktyviąją (originalą) ir kitą, kuri nėra radioaktyvi (naujai suformuota).

Kodėl abi DNR sekos neveikia kaip RNR sintezės šablonas?

1. Abi DNR sekos yra skirtingos sekos. Taip susidarantys baltymai dėl skirtingų aminorūgščių skirsis.

2. Dėl dviejų skirtingų baltymų susidarymo iš vienos DNR komplikuoja genetinės informacijos ir perdavimo mechanizmą.

3. Jei iš vienos DNR molekulės yra suformuotos dvi RNR eilutės, tuo pačiu metu jos yra papildomos, RNR taps dviguba. Jis sustabdys vertimo žingsnį, o baltymų susidarymas nebus. Taigi baltymų sintezei transkripcijos etapas nebus naudojamas.