DNA复制
梅塞尔森-斯塔尔实验(Meselson-Stahl experiment)
/ MESS-el-son STAHL /
当每个分子都小到无法直接观察时,你究竟该如何证明DNA是怎样自我复制的?1958年,马修·梅塞尔森和富兰克林·斯塔尔想出了一个漂亮的诀窍:让旧DNA比新DNA稍微重一点,然后称它的重量。这个实验如此干净利落,常被称为“生物学中最美的实验”。
他们让大肠杆菌在含重氮(15N)的培养基中生长许多代,使所有DNA碱基都用重同位素构建,DNA密度均匀偏重。随后把细胞换到普通的轻氮(14N)中继续分裂。此时新链用的是轻氮。把DNA放进氯化铯溶液中高速离心,溶液会形成密度梯度,DNA便停在与其密度相称的高度。复制一轮后,全部DNA成为单一的中间(杂合)带——正是一条重的旧链与一条轻的新链配对。第二轮后,DNA分成两条带:一半杂合,一半全轻。
这种图样只与半保留复制相符。若是全保留复制,第一轮后应出现一条重带和一条轻带(绝不会只有一条杂合带);若是弥散复制,则应出现一条逐渐变轻、却始终不会清晰分成两条的带。该结果一锤定音地解决了这个问题,也成为“一次精细的物理测量如何在生物学假说间做出裁决”的教科书范例。
第0代:一条重带。在轻氮中分裂一次后:一条杂合(中间)带。分裂两次后:一条杂合带加一条轻带,二者数量相等。这一变化进程正是半保留复制的标志。
密度梯度的成带方式区分了三种模型。
15N是稳定的重同位素,不具放射性——这个实验是按重量(密度)分离DNA,而不是按放射性,所以有人会把它与赫尔希-蔡斯等标记实验混淆。
又称
另见