5.2: Genetik bir Şablon olarak DNA
DNA molekülünün iki yapısal özelliği kalıtım mekanizmaları için bir temel sağlar: dört nükleotid baz ve çift sarmallı doğası. 1952'de önerilen çift sarmallı DNA yapısı içeren Watson-Crick modeli, büyük ölçüde araştırmacı Rosalind Franklin ve Maurice Wilkins'in X-ışını kristalografisi çalışmalarına dayanıyordu. Watson, Crick ve Wilkins, 1962'de çalışmaları için Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülünü aldılar. Franklin, tartışmalı olarak, hala tartışılan nedenlerden dolayı ödülden çıkarıldı.
Watson-Crick DNA modeli, çok basit bir şekilde, DNA'nın sağ el modelinde bir sarmal oluşturmak için birbiri etrafında dönen iki nükleotid ipliğinden oluştuğunu ve nükleotid eşleşmesinin bir pürin ve bir pirimidin arasında gerçekleştiğini öne sürdü.
İki DNA ipliği antiparaleldir, yani bir ipliğin 3' ucu diğerinin 5' ucuna bakar. Bu, her bir iplikçiğin DNA replikasyonu sırasında partneri için bir şablon görevi görmesine ve birbirini tam olarak tamamlayan iki yeni DNA ipliği üretmesine izin verir. Bununla birlikte, DNA replikasyonunun bu şekilde gerçekleşip gerçekleşmediği açık değildi.
Meselson ve Stahl Deneyi
Meselson ve Stahl, ağır bir Azot15 izotopu içeren bir ortamda birkaç nesil boyunca E. coli çoğalttılar. Zamanla ağır azot azotlu nükleotid bazlarına ve dolayısıyla DNA'ya dahil edildi. Bundan sonra E. coli farklı bir azot izotopu 14N içeren bir ortama yerleştirildi ve birkaç nesil daha yetiştirildi. Her jenerasyondan sonra bazı hücrelerden bir DNA örneği izole edildi bir gradyana yüklendi ve yüksek hızlarda santrifüjlendi. Bir gradyanda DNA yüzer yoğunluğuna (yani DNA'nın yüzeceği Gradyan içindeki yoğunluk) göre ayrıldı.
15N ortamında santrifüj tüpünün alt kısmında tek bir yüksek yoğunluklu bant gözlendi. Bakteriler "daha hafif" ortama aktarıldıktan hemen sonra bu tek bant sütunda yukarı doğru kaymış ve daha düşük bir yoğunluğa işaret etmiştir. Bununla birlikte sonraki nesiller iki bantla sonuçlandı: biri 14N yoğunluğuna karşılık gelirken ve diğeri bir ara konumda yerleşti. Bu sonuç yalnızca yarı korumalı bir çoğaltma modu ile açıklanabilir böylece Watson-Crick modeli doğrulanabilir.