ניסוי מסלסון ושטאל

הניסוי של מסלסון ושטאל הוא ניסוי שערכו מת'יו מסלסון ופרנקלין שטאל ב-1958, כדי לבדוק את ההשערה שהכפלת ה-DNA היא סמי-קונסרבטיבית. הכפלה סמי-קונסרבטיבית משמעותה שכאשר דו-גדיל DNA שוכפל, כל אחד משני הדו-גדילים מכיל גדיל אחד מהסליל המקורי וגדיל חדש שסונתז. הניסוי נחשב לניסוי קלאסי ואלגנטי ואחד החשובים בהיסטוריה של הביולוגיה.

החוקרים ביססו את הניסוי על העובדה שחנקן מהווה מרכיב משמעותי מה-DNA. האיזוטופ הנפוץ של חנקן הוא 14N, אך DNA עם האיזוטופ הכבד יותר 15N מסוגל גם הוא להתקיים.

החוקרים גידלו במשך מספר דורות חיידקי E.coli על מצע המכיל 15N. כתוצאה מכך נוצרו חיידקים בעלי DNA כבד מהרגיל, לאחר מכן נלקחו חיידקים שה-DNA שלהם מכיל רק 15N והועברו למצע המכיל 14N, שם אפשרו להם להתחלק פעם אחת בלבד. בסיום ההכפלה הושווה ה-DNA שנוצר בהכפלה זו עם DNA המכיל חנקן כבד ועם DNA המכיל חנקן קל. התגלה כי צפיפות ה-DNA החדש הייתה קרובה לממוצע הצפיפות בין החנקן הקל והכבד. תוצאה זו אפשרה לשלול את מנגנון ההכפלה הקונסרבטיבי, שכן על פי שיטה זו הייתה מתקבלת תוצאה שבה חצי מה-DNA הוא כבד וחצי ממנו קל, ללא משקל בינוני. עם זאת תוצאות אלו התאימו הן למודל הסמי-קונסרביטי והן למודל האקראי. לפי המודל הסמי-קונסרבטיבי בכל סליל DNA יהיו לאחר הכפלה אחת גדיל המורכב מחנקן כבד וגדיל מורכב מחנקן קל, כך שבסך הכול תהיה צפיפותו בינונית. לפי השיטה האקראית היה מורכב כל גדיל בסליל החדש ממקטעים רבים, שחלקם מורכב מחנקן קל וחלקם מכבד, כך שהסליל כולו אף הוא בעל צפיפות בינונית.

כדי לקבוע איזה מהמודלים המוצעים הוא המתרחש בפועל, ביצעו השניים ניסוי נוסף. ראשית, גידלו שוב חיידקים במצע המכיל 15N במשך מספר דורות, וקיבלו חיידקים בעלי DNA כבד. לאחר מכן העבירו את החיידקים, כבניסוי הראשון, אל מצע המכיל 14N ואפשרו להם הפעם לבצע שתי הכפלות. בתוצאות הניסוי התקבלו כמויות שוות של DNA בשתי צפיפויות שונות, אחת בינונית ואחת כמו של DNA שנוצר במצע של 14N בלבד. תוצאות אלו שללו את המודל האקראי, כיוון שלפיו היה מתקבל DNA בצפיפות אחת בלבד, גבוהה מעט מזו של DNA שגודל במצע 14N, הואיל וכל גדיל היה מכיל כמויות קטנות של הגדיל המקורי המורכב מ-15N. תוצאות אלו תואמות את המודל הסמי-קונסרבטיבי, חצי מהסלילים בדור השני מכילים גדיל אחד מקורי המורכב מחנקן כבד וגדיל נוסף קל, כך שהצפיפות היא בינונית, שאר הסלילים מורכבים מגדילים המכילים 14N בלבד - גדיל אחד סונתז בחלוקה הראשונה והשני בחלוקה השנייה.

כך החוקרים איששו באופן משכנע את ההשערה ששאר המודלים אינם מתרחשים בפועל בגוף החי והמודל הנכון הוא הסמי-קונסרבטיבי.

ראו גם
 שכפול DNA
 גילויים חשובים בחקר ה-DNA

לקריאה נוספת
 Meselson, M. and Stahl, F.W. (1958). "The Replication of DNA in Escherichia coli". PNAS 44: 671-82.

קישורים חיצוניים

גנטיקה מולקולרית
מסלסון ושטאל
1958 במדע