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Das Meselson-Stahl-Experiment


Versuch zum Nachweis der semikonservativen Replikation

Wдhrend der Replikation kommt es zu einer Vervielfдltigung des Erbguts. Zu Beginn der 50'er Jahre war jedoch noch unklar, nach welchem Prinzip die Replikation ablдuft. In der Biologie wurden drei mцgliche Modelle kontrovers diskutiert.
Die konservative Replikation: Die ursprьngliche DNA bleibt in ihrer Form erhalten. Es werden zwei neue Einzelstrдnge synthethisiert, die zusammen einen Doppelstrang bilden.
Die semikonservative Replikation: Zu jeweils einem Mutterstrang wird ein neuer Tochterstrang synthethisiert. Damit bleibt die DNA zur Hдlfte erhalten und die andere Hдlfte wird neu gebildet.
Die disperse Replikation: Die Tochtermolekьle bestehen aus einer abwechselnden Mischung von alten und neu synthethisieren Strдngen.
Matthew Meselson (*1930) und Franklin Stahl (*1929), zwei US-Amerikanische Genetiker, experimentierten mit Escherichia coli Bakterien, um dem Rдtsel der Replikation auf die Spur zu kommen.
Dafьr gaben sie die Bakterien auf ein Nдhrmedium, dass das Stickstoffisotop 15N enthielt. So kam es zu einem Einbau des Isotops in die DNA der Bakterien. Nach einer Weile ьberfьhrten sie die Bakterien auf ein Nдhrmedium mit dem Stickstoffisotop 14N. Die beiden Isotope unterscheiden sich nur im Hinblick auf ihre Masse und das machten sich Meselson und Stahl zu Nutze: Sie extrahierten die DNA der Nachfolgeneration und zentrifugierten das Erbgut. Das Ergebnis (eine Bande) lag genau zwischen den Dichtegradienten von 14N und 15N, was die konservative Replikation aussschloss. Denn sonst hдtte das zentrifugierte Erbgut sich auf die Dichtegradienten 14N und 15N aufteilen mьssen, weil die Parentalgeneration (P1) der Bakterien 15N eingebaut hatte und die erste Filialgeneration (F1) nur 14N hдtte einbauen kцnnen.
Damit kamen nur noch die semikonservative oder die disperse Replikation in Betracht. Der Versuch wurde um noch eine weitere Filialgeneration weitergefьhrt (F2). Doch dieses Mal bekam man zwei verschieden schwere Banden bestehend aus einer leichten 14N Bande und einer schwereren 14N+15N Bande. Disperse Replikation war damit ebenso ausgeschlossen, denn in diesem Fall hдtte sich nur eine Bande bilden dьrfen (durch den immer wieder gleichmдЯigen Einbau von 14N und 15N).


Video: Meselson-Stahl-Experiment deutsch, german (Dezember 2021).