Asosiy tushunchalar

Tajriba natijalari

E. coli ning dastlabki avlodi DNKsi tahlil qilinganda, u quyidagi rasmda koʻrsatilgandek qatlamlar hosil qilgan edi:

_Rasm manbasi: “DNK replikatsiyasi asoslari: 2-rasm”, OpenStax College, Biology (CC BY 3.0). Haqiqiy rasm manbasi “Meselson-Stahl tajribasining diagrammasi”, Mariana Ruiz Villareal (jamiyat mulki)._
Bu natijadan Meselson va Stahlga nima maʼlum boʻldi? Keling, ularga asosiy maʼlumotni bergan dastlabki bir nechta avlodlarni koʻrib chiqamiz.

0-avlod

Tajriba boshlanishidan oldin ( ^{14}\text N14Nstart superscript, 14, end superscript, start text, N, end text ni muhitga kiritishdan oldin) hujayradan ajratilgan DNK sentrifugadan keyin faqat bitta qatlam hosil qildi. Bu natija mantiqiy edi, chunki DNKda oʻsha payt faqat ^{15}\text N15Nstart superscript, 15, end superscript, start text, N, end text ogʻir izotopi bor edi.

1-avlod

Bitta avloddan keyin (bitta DNK replikatsiyasidan keyin) ajratilgan DNK sentrifugadan keyin bitta qatlam hosil qildi. Lekin bu qatlam ogʻirroq, zichligi ogʻir ^{15}\text N15Nstart superscript, 15, end superscript, start text, N, end text va yengil ^{14}\text N14Nstart superscript, 14, end superscript, start text, N, end text izotop tutgan DNK zichliklarining oraligʻida edi.
Oraliq zichlik boʻlishidan Meselson va Stahlga birinchi replikatsiyadan keyingi DNK ogʻir va yengil DNKning gibridi ekanligi maʼlum boʻldi. Bu natija konservativ modelga emas, yarim konservativ va dispers modelga mos edi.
Bu avlodda konservativ model uchun ikkita qatlam boʻlishi kutilgan edi (ogʻir azotli eski va yengil azotli yangi molekula qatlamlari).

2-avlod

Ikkinchi avloddan olingan maʼlumotlar Meselson va Stahlga qolgan modellardan (yarim konservativ va dispers) qaysi biri toʻgʻriligini aniqlashga imkon berdi.
Ikkinchi avlod DNKsi sentrifuga qilinganda ikkita qatlam hosil boʻldi. Bittasi birinchi avlodniki kabi oraliq zichlikka ega qatlam, ikkinchisi yuqori qatlam hosil qildi (faqat ^{14}\text N14Nstart superscript, 14, end superscript, start text, N, end text tutgan).
Ushbu natija Meselson va Stahlga DNK yarim konservativ usulda koʻpayishini maʼlum qildi. Ikkita qatlamning tuzilishi yarim konservativ replikatsiyada kutilgandek natija berdi (quyidagi rasmda keltirilgan) – bitta qatlam gibrid, ikkinchisi yengil azot tutgan edi. Dispers model boʻyicha esa replikatsiyada DNK “sof yengil” molekula emas, balki aralashmadan iborat boʻlishi kerak edi.

Meselson-Stahl tajribasining rasmi. Barcha DNK oldiniga azot-15 bilan nishonlangan. Bakteriyalarni azot-14 muhitiga oʻtkazishdan oldin DNK namunasi olinadi va CsCl gradiyentida sentrifugalanganda, DNK kolba ichida pastki qismda bitta guruh hosil qiladi (DNK toʻliq azot-15 bilan nishonlangan). Bu “0-avlod” deb belgilangan.
Keyinchalik bakteriya azot-14 muhitiga oʻtkazilgan va toʻrt avlod oʻstirilgan. Har bir avlodda (har biri har 20 minutda koʻpayadi) DNK namunasi analiz qilish uchun olinib, CsCl gradiyentida sentrifuga qilindi.

• 
  0-avlod (yuqorida koʻrsatilgan). DNK 100% azot-15 tutgan.
  
• 
  1-avlod. DNK 100% azot-14 va azot-15 tutgan molekulaning oraliq qatlamida.
  
• 
  2-avlod. 50% DNK oraliq qatlam hosil qilgan. 50% DNK azot-14 tutgan.
  
• 
  3-avlod. 25% DNK azot-14 va azot-15 tutgan DNKning oraliq qatlamida joylashgan. 75% DNK azot-14 tutgan.
  
• 
  4-avlod. 12% DNK oraliq qatlamda joylashgan. 88% DNK azot-14 tutgan.
  

Oʻng tomondagi rasmda yarim konservativ modelda bunday natija qanday olingani izohlangan. Boshlangʻich spiral toʻliq azot-15 bilan nishonlangan (0-avlod). Replikatsiya natijasida bitta azot-15 (eski) va bitta azot-14 (yangi) tutgan zanjirli ikkita spiral hosil boʻldi (1-avlod). Bu ikkita spiral replikatsiyasi natijasida ikkita azot-14 va 15 gibridi, ikkita sof azot-14 dan iborat DNKli toʻrtta spiral hosil boʻldi (2-avlod). 2-avlod spirallari replikatsiyasi natijasida sakkizta spiral hosil boʻldi, ulardan ikkitasi gibrid, oltitasi sof azot-14 tutgan (3-avlod). 3-avlod DNK spirallari replikatsiyasi natijasida esa oʻn oltita spiral hosil boʻldi, ulardan ikkitasi gibrid, oʻn toʻrttasi sof azot-14 tutgan spirallar edi (4-avlod).
_Rasm manbasi: “DNK replikatsiyasi asoslari: 2-rasm”, OpenStax College, Biology (CC BY 3.0). Haqiqiy rasm manbasi “Meselson-Stahl tajribasining diagrammasi”, Mariana Ruiz Villareal (jamiyat mulki)._