Meselson és Stahl kísérlete ( eng. Meselson-Stahl kísérlet - két molekuláris biológus - Matthew Meselson és Franklin Stahl kísérlete 1958 - ban. Megmutatta, hogy a DNS-replikáció félig konzervatív jellegű [1] . Ez azt jelenti , hogy hogy minden leány A DNS egy régi (mátrix) szálból és egy újonnan szintetizált szálból áll.
Mióta Watson és Crick felfedezte a DNS kettős hélixet , számos lehetséges mechanizmust javasoltak annak replikációjára. A félig konzervatív DNS-replikáció első hipotézisét maguk Watson és Crick javasolták [2] .
A konzervatív DNS-replikáció hipotézise azt sugallja, hogy a szülői kettős hélix egésze templátként működik egy két új szálból álló gyermekspirál szintézisében [3] . Ez a hipotézis azt sugallja, hogy a hisztonok nagy szerepet játszanak a replikációs folyamatban.
A diszpergált replikáció hipotézise annak megmagyarázására jött létre, hogy a sejt hogyan tudja megoldani a hosszú duplexek feltekercselésének problémáját DNS másolásakor. E hipotézis szerint a replikáció során a DNS szupertekervényének megakadályozása érdekében 5 nukleotidmaradékonként töréseket vezetnek be , amelyeket a túlzott stressz eltávolítása után „felvarrnak” a molekulából . Ennek eredményeként a leány (újonnan szintetizált lánc) váltakozó régi és új szakaszokból áll, amelyek hossza 5 nukleotid maradék. Ugyanez igaz a szülőláncra is. Ezt a sejtést Max Delbrück [4] javasolta .
Ezen hipotézisek mindegyike feltételezi a régi DNS bizonyos eloszlását a replikáció befejezése után keletkezett molekulákban. A konzervatív replikáció hipotézise szerint az egyik molekula teljesen régi, a másik teljesen új lesz. A félig konzervatív szintézisnek olyan molekulák kialakulásához kell vezetnie, amelyek egy régi és egy új láncot tartalmaznak. A diszpergált replikációs modell azt jósolja, hogy az egyes DNS-molekulák minden szála váltakozó régi és új szakaszokból áll [5] . Így, ha megállapítja, hogy ezen esetek közül melyik figyelhető meg a természetben, meghatározhatja a helyes modellt.
1957 -ben Meselson, Stahl és Jerome Winograd cikket publikált a makromolekulák (például DNS ) molekulatömegének és részleges fajlagos térfogatának tanulmányozására szolgáló új módszerről - egyensúlyi sűrűséggradiens ultracentrifugálás [ en [6] . Ez a módszer lehetővé teszi a DNS-molekulák sűrűség szerinti szétválasztását: minden molekula megáll a gradiens helyén, ahol az oldat sűrűsége egybeesik a lebegő sűrűségével. A szerzők ezt a módszert a 14 N és 15 N nitrogén izotópokat tartalmazó DNS-molekulák elkülönítésére alkalmazták [1] . A 15 N nem radioaktív, de csak nehezebb, mint 14 N. A nehéz izotópot tartalmazó DNS-molekulák funkcionálisak és megkétszereződhetnek.
Meselson és Stahl kimutatta, hogy ha Escherichia coli baktériumok több generációját tenyésztjük 15 N-ben vagy 14 N-ben gazdag táptalajban , majd centrifugálják a DNS- cézium-klorid sűrűséggradiensben , akkor kiderül, hogy a nehezebb 15 N-DNS leáll. közelebb van a centrifugacső aljához, mint a 14 N-DNS [1] .
A replikáció mechanizmusának megállapítása érdekében a 15 N-tartalmú környezetben több generáción át nőtt E. coli -t (tehát DNS-ük csak 15 N-t tartalmazott) 14 N-tartalmú környezetbe vitték át , ahol hagyták, hogy csak egyet osszon meg. Az ezekből a sejtekből izolált DNS sűrűsége nagyobbnak bizonyult, mint a 14 N-ban gazdag tápközegben tenyésztett baktériumok DNS-ének sűrűsége, de kisebb, mint a 15 N-os tápközegben növesztett baktériumok DNS-ének sűrűsége. Ez ellentmondott a DNS-replikáció konzervatív természetére vonatkozó hipotézisnek, amely szerint a DNS-t két nagy és alacsony sűrűségű frakcióra osztanák, de egy közepesre nem. Így az első hipotézist elvetették [1] .
A kapott eredmény azonban nem zárta ki a szórt replikációs mechanizmust, amelyben az anyai DNS szakaszai váltakoznak a leány DNS szakaszaival. A diszpergált replikáció hipotézise szerint a baktériumok DNS-sűrűségének minden molekulánál azonosnak kell lennie, és közbenső helyet kell elfoglalnia az első generációs sejtek DNS-sűrűsége és a legkönnyebb DNS sűrűsége között. Kiderült azonban, hogy a sejtek megközelítőleg azonos mennyiségű nehéz DNS-t (első generáció) és hibrid DNS-t (második generáció) tartalmaztak. Ez a tény lehetővé tette a szórt replikációs mechanizmus hipotézisének kizárását [1] .