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Hi. Hier ist Mr. Andersen und in diesem Podcast werde ich über den Meselson-Stahl-Versuch
sprechen. Nachdem Watson und Crick die Form von DNA entdeckt hatten, die charakteristische
Doppelhelix, war das nächste, was es herauszufinden galt: Wie stellt die DNA eine Kopie von sich selbst her? Es
gab es sofort drei Vorschläge, die erklärten, wie sie eine Kopie von sich selbst herstellen könnte. Vorschlag Nummer eins: Sie
könnte sich in der Mitte auseinanderfalten und dann könnten neue Moleküle auf beiden Seiten kopiert werden.
Das ist ungefähr das, was Watson und Crick vorschlugen. Es gab auch noch eine andere Theorie, die sogenannte konservative Replikationstheorie,
nach der die DNA irgendwie um diese Histon-Proteine gewickelt wäre. Und dann würde sie
wie ein Fotokopierer ein exaktes Duplikat von sich selbst herstellen. Und dann gab es noch das dispersive
Modell, nach dem die DNA sich selbst in kleine kleine Nucleotidsegmente zerbröseln würde, vielleicht zehn, zwölf Stück. Und
jedes dieser Segmente würde kopiert. Was Meselson und Stahl getan haben, ist, dass sie herausgefunden haben,
welche der drei Theorien richtig ist. Und in diesem Bild hier unten an der unteren Kante sind sie,
man fand später heraus, dass dies hier Martha Chase ist, die auch berühmt für das Hershey-Chase
Experiment ist. Was haben sie getan? Im Grunde haben sie e. coli gezüchtet,
dies hier ist Escheriichia coli, ein Bakterium. Sie haben die Bakterien in schwerem Stickstoff gezüchtet. Was
bedeutet das? Nun, Stickstoff hat normalerweise eine Massenzahl von 14. Das bedeutet,
dass es 7 Protonen und 7 Neutronen hat. Aber schwere Stickstoff hat ein zusätzliches Neutron. Daher
ist es etwas schwerer. Und beim Schleudern in einer Ultra-Zentrifuge gelangt die DNA, die
den schweren Stickstoff enthält, auf den Boden. Und diejenige, die leichten Stickstoff enthält,
wird in der Nähe der Spitze bleiben. Also können wir uns die der Dichte der DNA anschauen,
um herauszufinden, welcher Stickstoff tatsächlich hinzugefügt wurde. Und wenn man auf diese Weise darüber nachdenkt, dann machen wir jetzt
ein Gedankenexperiment. Nehmen wir an, wir haben mit schwerem Stickstoff angefangen. Und dann mussten wir es kopieren.
Um eine Kopie von sich selbst herzustellen öffnen die Bakterien die DNA in der Mitte wie einen Reißverschluss.
Und da sie nur in Stickstoff 15 sind, haben wir zwei DNA-Stränge. Und jeder
von denen enthält schweren Stickstoff. Also gehen sie zum Boden der Zentrifuge.
Wenn die e. coli sich erneut kopieren, und neue DNA-Stränge produzieren, werden 100%
davon aus schwerem Stickstoff sein. Und was Meselson und Stahl taten, ist, sie haben die Bakterien
bis zu dem Punkt gezüchtet, an dem sie alle schweren Stickstoff enthielten. Dann haben sie sie
zu e.coli, die im normalen, leichteren Stickstoff lebten, hinzugefügt und haben dann beobachtet, was mit
jeder Generation passiert. In meiner kleinen Simulation werden wir den leichteren Stickstoff
orange färben. Und wir legen fest, dass Bakterien der Generation 0 aus
100% schwerem Stickstoff oder 100% N15 bestehen. Sie entzippen sich und fertigen Kopien von sich selbst an. Der neue
DNA-Strang, der hinzugefügt wird, enthält Stickstoff 14. Also, an diesem Punkt,
nur um den Überblick zu behalten, hatten wir 100% schweren Stickstoff beim ersten Mal.
Bei dieser ersten Generation sind 100% der Stränge eine Kreuzung zwischen
den beiden. Die Hälfte von ihnen enthält schweren Stickstoff und die Hälfte von ihnen enhält es nicht. Dann durchlaufen wir
einen weiteren Kopiervorgang. An diesem Punkt haben wir einen Kreuzungs-Strang
und einen weiteren leichten Strang. Einen weiteren leichten Strang und dann einen Kreuzungs-Strang. Und an dieser Stelle,
wenn die semikonservative Theorie richtig ist, würde es die Gewichtung 50% leichter Stickstoff und 50% Kreuzung betragen.
So, jetzt überlegt euch im Kopf, wenn wir eine weitere Kopie anfertigen sollten, wofür
ich hier keinen Platz mehr in meiner Simulation habe, würde auch dieser Strang zu einer Kreuzung führen. Aber
die nächsten sechs Stränge, würden leichten Stränge aus leichtem Stickstoff formen, wenn sie geteilt würden und dieser
würde eine Kreuzung bilden. Jetzt hätten wir eine Gewichtung von 75% zu 25%. Das ist, was die semikonservative
Theorie vorhersagen würde. Das ist außerdem das, was Meselson und Stahl in ihrem Experiment herausgefunden haben. Also wir hatten 100% schweren
Stickstoff in der ersten, 100% Kreuzung in der zweiten Generation. Und dann hat es sich wieder in 50/50 geteilt. Dann
hat meine Simulation aufgehört. Dann ging es bis 75/25. Und wenn wir weitermachen würden,
würde es irgendwann aufhören. Und was hat dieses Experiment ihnen gebracht? Er zeigte ihnen, wie
DNA eine Kopie von sich selbst macht. Sie teilt sich einfach in der Mitte in zwei Hälften. Und dann werden
neue Stränge hinzugefügt, oder der Strang wird entziffert, um neue Stränge
auf der anderen Seite zu erstellen. Das ist das Meselson-Stahl Experiment. Es ist sehr elegant. Es ist auch sehr
wichtig, und ich hoffe, dass dies hier hilfreich ist.