Bio Aufgabe/Meselson-Stahl-Experiment?
Kann mir einer mit Aufgabe 2 helfen, ich hab schon im Internet und Youtube und allem nachgeschaut aber ich verstehe es nicht.
1 Antwort
Moin,
na, vor dem Meselson-Stahl-Versuch gab es drei vorstellbare Möglichkeiten, wie sich die DNA re(du)plizieren könnte, nämlich entweder
- konservativ, das heißt, die „ursprüngliche” DNA bleibt so wie sie ist erhalten (quasi als Vorlage) und die neue wird „irgendwie” anhand dieser Vorlage nachgebaut. Oder
- semikonservativ, das heißt, der „ursprüngliche” DNA-Doppelstrang wird geteilt und der jeweils „fehlende” Strang anhand des Einzelstrangs ersetzt. Oder
- disperstiv, das heißt, die „ursprüngliche” DNA wird in kleinere Bruchstücke zerkleinert und die „fehlenden” Stücke dazwischen werden „irgendwie” ergänzt.
Meselson und Stahl entwickelten nun ein Experiment, mit dessen Hilfe die Frage, nach welchem Mechanismus die Re(du)plikation denn nun erfolgt, geklärt werden konnte.
Dazu ließen sie Bakterien zunächst DNA herstellen, die anstelle des „normalen” 14-N-Stickstoffs in den Purin- und Pyrimidinbasen das radioaktive (und schwerere!) Isotop 15-N enthielt. Dadurch war die DNA massereicher als normalerweise. Wenn man diese DNA isolierte und anschließend zentrifugierte, setzte sich diese DNA gemäß ihrer Masse (genauer ihrer Dichte) an einer bestimmten Stelle des Zentrifugenglases ab. Eine „übliche, leichtere” DNA setzt sich dagegen bei einer derartigen Dichtezentrifugation höher am Zentrifugenglas ab, weil sie weniger Masse hat und daher durch die Zentrifugation nicht so weit nach außen (unten) gedrückt wird.
Nachdem die Bakterien nun also die „schwere” DNA hergestellt hatten und besaßen, setzten die Wissenschaftler die Bakterien auf ein Nährmedium, in dem wieder nur das leichtere 14-N-Isotop zur Verfügung stand. Das bedeutete, dass die Bakterien, wenn sie sich nun teilen wollten, die dazu nötige Verdoppelung der DNA nur mit dem leichteren 14-N-Isotop hinbekommen konnten. Und das bedeutete, dass sich schon nach der ersten Teilung
- bei einer konservativen Re(du)plikation zwei Banden hätten ergeben müssen. Nämlich eine Bande dort, wo die schwere DNA landet und eine dort, wo die leichte DNA landet. Das hätte so sein müssen, weil bei der konservativen Replikation die originale (schwere) DNA hätten erhalten bleiben müssen, während die replizierte DNA leicht hätte sein müssen. Doch diese beiden Banden waren nicht zu sehen...
Stattdessen gab es nur eine Bande und die befand sich etwa in der Mitte zwischen der Bande, wo sich die schwere DNA ablagert und der Bande, wo sich die leichte DNA ablagert. Damit konnte man schon nach der ersten Teilung ausschließen, dass sich die DNA konservativ re(du)pliziert. Immerhin bedeutete die „mittelschwere” DNA, dass in ihr ein Teil der ursprünglich schweren und ein Teil der leichten DNA enthalten sein musste.
Doch die Ablagerung der replizierten DNA in der Mitte zwischen der schweren und der leichten DNA-Bande beantwortete noch nicht völlig die Frage, ob das ganze semikonservativ oder dispersiv verläuft, weil in beiden Fällen eine „mittelschwere” DNA im ersten Teilungsschritt herauskommen konnte.
Darum ließen die Wissenschaftler die Bakterien sich noch ein weiteres Mal teilen (also insgesamt zwei Mal). Die anschließend durchgeführte Dichtegradientzentrifugation ergab nun, dass es eine Bande an der Stelle gab, wo die leichte DNA landet, und eine zweite Bande dort, wo die „mittelschwere” DNA liegt. Das zeigte nun, dass sich die Re(du)plikation der DNA tatsächlich nach der semikonservativen Methode abspielen musste, denn bei der ersten Teilung wird die schwere DNA geteilt und an jedem Einzelstrang wird ein leichter DNA-Strang ergänzt. Das führt logischerweise zu einer mittelschweren DNA (und daher zu einer einzigen entsprechenden Bande).
Im zweiten Replikationsschritt, werden nun die mittelschweren DNA-Doppelstränge erneut der Länge nach geteilt und entsprechend durch leichte DNA-Einzelstränge ergänzt. Das führt dann logischerweise wieder zu mittelschweren, aber eben auch zu leichten DNA-Doppelsträngen (mit den entsprechenden zwei Banden).
Die dispersive Methode konnte deshalb ausgeschlossen werden, weil hier zwar auch bei der ersten Replikation meinetwegen mittelschwere DNA-Doppelhelices entstanden wären, aber beim zweiten Schritt hätte es verschieden schwere DNA-Moleküle gegeben, je nachdem, wie viele schwere Bruchstücke in den DNA-Molekülen gelandet wären. Es wäre also anstelle von zwei getrennten Banden (leichter und mittelschwerer DNA) eine mehr oder weniger breite Bande zu erwarten gewesen, die von leichter bis hin zu mittelschwerer DNA gereicht hätte. Da es aber die zwei voneinander getrennten Banden gibt, erfolgt die Re(du)plikation offenbar semikonservativ.
Alles klar?
LG von der Waterkant.
Vielen vielen Dank, hat mir sehr geholfen!!