Das Meselson-Stahl-Experiment: Wie vermehrt sich DNA?
Stell dir vor, du willst herausfinden, wie DNA kopiert wird - aber DNA ist viel zu klein, um sie direkt zu beobachten. Meselson und Stahl hatten eine geniale Idee: Sie "markierten" die DNA mit schwerem Stickstoff (¹⁵N) und verfolgten dann, was bei der Zellteilung passiert.
Zuerst züchteten sie E.coli-Bakterien in einem Medium mit ¹⁵N, sodass alle DNA-Moleküle "schwer" wurden. Dann wechselten sie die Bakterien in ein Medium mit normalem, "leichtem" Stickstoff (¹⁴N). Bei jeder Zellteilung wurde nun nur noch leichter Stickstoff eingebaut.
Das Besondere: Mit der Dichtegradientenzentrifugation konnten sie schwere von leichten DNA-Molekülen trennen. Schwere DNA sinkt weiter nach unten als leichte - so entstehen charakteristische Banden, die man vergleichen kann.
Merktipp: ¹⁵N = schwer (sinkt tief), ¹⁴N = leicht (bleibt oben). Die Banden verraten, welche DNA-Moleküle wie zusammengesetzt sind!
Vor dem Experiment gab es drei Hypothesen: konservativ (alte DNA bleibt komplett erhalten), semikonservativ (jeder Strang wird als Vorlage genutzt) und dispersiv (alte und neue DNA vermischen sich). Das Experiment sollte zeigen, welches Modell stimmt.
Nach der ersten Replikation fanden sie nur mittelschwere Banden - das schloss bereits das konservative Modell aus. Nach der zweiten Generation gab es sowohl mittelschwere als auch leichte Banden im Verhältnis 1:1, was das dispersive Modell widerlegte.
Ergebnis: Die DNA-Replikation verläuft semikonservativ - jeder neue Doppelstrang besteht aus einem alten und einem neuen Einzelstrang!