Page 22 - Biologia na czasie 3 - podręcznik

,
Rozdział 1. Mechanizmy dziedziczenia

Jak to odkryto?

Semikonserwatywny charakter replikacji DNA
Aby poznać mechanizm replikacji, naukowcy wykonali wiele eksperymentów. Przełomowe okazały się badania
przeprowadzone w 1958 r. w Stanach Zjednoczonych przez Matthew Meselsona [wym. metju meselsona]
i Franklina Stahla [wym. franklina sztala]. Obserwowali oni, w jaki sposób podczas podziału bakterii tworzone
są nowe nici DNA. Brali pod uwagę trzy modele replikacji: konserwatywny, semikonserwatywny i dyspersyjny.

DNA macierzysty

odcinek
DNA nowo
DNA nowo zsyntetyzowany
zsyntetyzowany

Model konserwatywny (zacho- Model semikonserwatywny (pół- Model dyspersyjny (przypadko-
wawczy) – jedna z cząsteczek zachowawczy) – każda z cząste- wy) – każda z nowych nici w potom-
potomnych zawiera tylko nici ma- czek potomnych zawiera jedną nić nej cząsteczce DNA składa się w czę-
cierzyste, a druga – tylko nici nowe. macierzystą i jedną nić nową. ści z nowo utworzonego łańcucha.
Problem badawczy: Czy replikacja DNA przebiega zgodnie z modelem konserwatywnym, semikonser-
watywnym czy dyspersyjnym?
Hipoteza: Replikacja DNA przebiega zgodnie z modelem semikonserwatywnym.
Przebieg doświadczenia: Naukowcy hodowali komórki bakteryjne na podłożu zawierającym ciężki
15
14
izotop azotu ( N), a następnie przenosili je na podłoże zawierające zwykły izotop azotu ( N). Bakterie,
tworząc nowe nici DNA, wbudowywały w nie azot dostępny w podłożu. Stare nici DNA zawierały zawsze
ciężki azot, a nowe nici DNA – zawsze zwykły azot. Naukowcy badali skład cząsteczek DNA powstałych
po jednym podziale i po dwóch podziałach komórek. Odróżnienie cząsteczek DNA zawierających azot N
15
14
od cząsteczek zawierających azot N było możliwe dzięki wirowaniu DNA. DNA z wbudowanym ciężkim
azotem był cięższy i po wirowaniu znajdował się bliżej dna probówki niż DNA z wbudowanym zwykłym
azotem. W zależności od modelu replikacji naukowcy przewidywali odmienne wyniki doświadczenia.
DNA zawierający
ciężki azot
(stara nić) DNA zawierający zwykły
azot (nowa nić)

pasmo DNA
Replikacja semikonserwatywna
Replikacja konserwatywna Replikacja dyspersyjna spowo- spowodowałaby powstanie jednego
spowodowałaby powstanie po dowałaby powstanie po każdym pasma DNA po pierwszym podziale
każdym podziale komórki dwóch podziale komórki jednego pasma komórki (pośrodku probówki) i dwóch
pasm DNA: jednego u góry, DNA, umieszczonego pośrodku pasm DNA po drugim podziale komór-
drugiego u dołu probówki. probówki. ki (u góry oraz pośrodku probówki).

20