Percobaan Meselson-Stahl

Percobaan Meselson-Stahl adalah percobaan yang dilakukan oleh Matthew Meselson dan Franklin Stahl yang mendemonstrasikan bahwa replikasi DNA adalah semikonservatif. Replikasi semikonservatif berarti bahwa bila ulir DNA yang beruntai ganda direplikasi, setiap dari kedua ulir DNA yang beruntai ganda tersebut terdiri dari satu untai yang berasal dari ulir awal, dan satu untai lagi berasal dari sintesis baru. Nitrogen adalah konstituen utama DNA.14N adalah isotop terbanyak nitrogen, tetapi DNA dengan isotop 15N juga dapat ditemukan dan stabil. Isotop 15N tidak radioaktif, hanya lebih berat daripada nitrogen biasa. E. coli dibiakkan selama beberapa generasi di medium yang mengandung 15N. Ketika DNA diekstrak dari sel tersebut dan disentrifuga pada gradien kerapatan garam, DNA berpisah pada titik tempat kerapatannya sama dengan larutan garam tersebut. DNA dari sel yang dihasilkan memiliki kerapatan yang lebih tinggi. Setelah itu, sel E. coli dengan hanya 15N dalam DNA-nya ditaruh kembali dalam medium 14N dan dibolehkan untuk membelah diri hanya sekali. DNA kemudian diekstrak dari sebuah sel dan dibandingkan dengan DNA dengan 14N maupun dengan 14N. Hasilnya ditemukan DNA tersebut memiliki kerapatan antara. Karena replikasi konservatif akan menghasilkan banyaknya DNA dengan kerapatan yang tinggi dan rendah dalam jumlah yang sama, percobaan ini menunjukkan replikasi seperti ini tidak terjadi. Namun hasil ini konsisten dengan replikasi semikonservatif dan dispersif. Replikasi semikonservatif akan menghasilkan DNA untai ganda dengan satu untai 15N dan satu untai 14N, sedangkan replikasi dispersif akan menghasilkan DNA untai ganda, dengan kedua untai memiliki campuran DNA 15N dan 14. Kedua hasil ini akan muncul sebagai DNA dengan kerapatan antara. DNA kemudian diekstrak dari sel yang dibiakkan selama beberapa generasi dalam medium 15N, diikuti dengan dua pembelahan diri di dalam medium 14N. DNA dari sel-sel ini ditemukan memiliki jumlah yang sama dua kerapatan berbeda. Satu berhubungan dengan kerapatan antara DNA yang ditumbuhkan hanya selama satu pembelahan diri dalam medium 14, sedangkan sejumlah lain berhubungan dengan sel yang sepenuhnya dibiakkan dalam medium 14N. Hasil ini tidak konsisten dengan replikasi dispersif, yang seharusnya menghasilkan DNA dengan kerapatan tunggal, lebih rendah daripada kerapatan antara sel generasi tunggal, tetapi dengan kerapatan lebih tinggi daripada DNA dari sel yang semata-mata ditumbuhkan dalam medium DNA 14N. Pada replikasi dispersif DNA 15N awal akan terbelah sama banyak di antara semua untaian DNA. Hasil ini konsisten dengan replikasi semikonservatif. Sejumlah sel-sel generasi kedua akan memiliki satu untaian DNA 15N awal bersama-sama dengan salah satu dari DNA 14N, yang menjelaskan munculnya DNA dengan kerapatan antara. Sejumlah sel-sel lain akan memiliki sepenuhnya DNA 14N, untai pertama disintesis pada pembelahan pertama, sedangkan untai lainnya disintesis pada pembelahan kedua. Penemuan ini sangat penting dalam perkembangan biologi dan sangat membantu dalam perawatan penyakit, seperti kanker.