Der Versuch von Meselson und Stahl

Der Versuch von Meselson und Stahl war ein entscheidendes Experiment zur Aufklärung der DNA-Replikation. Die Durchführung des Meselson-Stahl-Experiments wird auf diesem Arbeitsblatt erläutert und die möglichen Ergebnisse grafisch dargestellt.

Zunächst wurden E. coli-Bakterien über längere Zeit in einem Nährmedium mit schwerem Stickstoff (15N) kultiviert, sodass dieser in die DNA eingebaut wurde. Anschließend wurden die Bakterien in ein Medium mit normalem Stickstoff (14N) überführt. Bei den folgenden Zellteilungen wurde nun der leichtere Stickstoff in die neu synthetisierte DNA eingebaut.

Vocabulary: Dichtegradientenzentrifugation - Eine Methode zur Trennung von Molekülen aufgrund ihrer unterschiedlichen Dichte in einem Dichtegradienten durch Zentrifugation.

Nach einem, zwei bzw. drei Zellzyklen wurden Proben entnommen, die DNA isoliert und einer Dichtegradientenzentrifugation unterzogen. Dabei bewegt sich die DNA im Dichtegradienten bis zu der Stelle, die ihrer eigenen Dichte entspricht. Schwere DNA reichert sich weiter unten an als leichte DNA. Die entstehenden Banden wurden mit Kontrollbanden von reiner 15N-DNA und 14N-DNA verglichen.

Highlight: Die Ergebnisse dieses Experiments waren entscheidend für das Verständnis der semikonservativen Replikation der DNA.

Das Arbeitsblatt zeigt grafische Darstellungen der theoretisch möglichen Ergebnisse für drei verschiedene Modelle der DNA-Replikation:

1. Das konservative Modell
2. Das dispersive Modell
3. Das semikonservative Modell

Für jedes Modell wird die Verteilung der schweren und leichten DNA-Stränge über drei Generationen dargestellt. Diese theoretischen Modelle konnten dann mit den tatsächlichen experimentellen Ergebnissen verglichen werden, um zu bestimmen, welches Modell der Realität entspricht.

Definition: Semikonservative Replikation - Ein Modell der DNA-Replikation, bei dem jeder Elternstrang als Vorlage für einen neuen komplementären Strang dient, sodass jedes neue DNA-Molekül aus einem alten und einem neuen Strang besteht.

Dieses Meselson-Stahl-Experiment Arbeitsblatt bietet Schülern die Möglichkeit, die Durchführung und möglichen Ergebnisse dieses grundlegenden Experiments in der Molekularbiologie nachzuvollziehen und zu verstehen.