La réplication de l'ADN est semi-conservatrice - (preuve expérimentale)

Certaines des principales preuves expérimentales selon lesquelles la réplication de l'ADN est semi-conservatrice sont les suivantes: 1. Expérience Meselson et Stahl 2. Expérience Taylor.

1. Expérience Meselson et Stahl:

Les expériences de Mathew Messelson et Franklin Stahl (1957-1958) ont prouvé de manière concluante que, dans les cellules intactes d'E. Coli vivantes, l'ADN est répliqué de manière semi-conservatrice, comme l'ont postulé Watson et Crick.

Messelson et Stahl (1958) ont cultivé la bactérie E. coli dans un milieu de culture contenant ¹⁵ isotopes de ¹⁵ N ¹⁵ NH ₄ Cl ( ¹⁵ N est un isotope lourd d'azote) d'azote. Après la réplication de l'ADN d'E. Coli pendant de nombreuses générations dans un milieu ¹⁵ N, il a été trouvé que les deux brins d'ADN contenaient du ¹⁵ N en tant que constituant de purines et de pyrimidines.

Cette molécule d'ADN lourd a pu être distinguée de l'ADN normal par centrifugation dans un gradient de densité de chlorure de césium (CsCl). Étant donné que ¹⁵ N n’est pas un isotope radio-isotopique, il ne peut être séparé de ¹⁴ N que par sa densité.

Lorsque ces bactéries contenant du ¹⁵ N incorporé ont été placées dans un milieu contenant du ¹⁴ N ( ¹⁴ NH ₄ Cl), il a été remarqué que les molécules d’ADN nouvellement formées contenaient un brin plus lourd que l’autre. L'ADN ainsi formé s'est avéré hybride puisqu'un brin était composé de '^ N (ancien) et un autre de ¹⁴ N (nouveau) (figure 6.22).

Les différents échantillons ont été séparés indépendamment sur des gradients de CsCl pour mesurer les densités d'ADN après 20 minutes (1re génération). La bactérie E. coli se divise en 20 minutes. Au cours de la deuxième réplication (après 40 minutes) dans un milieu ¹⁴ N normal, les deux brins se sont à nouveau séparés (avec ¹⁵ N radioactifs et non radioactifs).

Il a été observé que sur quatre molécules d'ADN formées au total, deux étaient complètement non radioactives et les deux restantes étaient composées d'un brin moitié radioactif et d'un autre demi-brin non radioactif.

2. Expérience de Taylor:

JH Taylor et. Al. (1958) ont également démontré le mode de réplication semi-conservateur dans l'ADN et les chromosomes dans les cellules de la racine des racines de Vicia faba. Après l'incorporation de thymidine 3H radioactive, les apex radiculaires ont été transférés dans un milieu non marqué contenant de la colchicine.

Les chromosomes radioactifs (avec un ADN marqué ayant ³ H) sont apparus sous la forme de points noirs dispersés de grains d'argent. Après la réplication de l'ADN et la constitution des chromosomes, les faits suivants ont été notés (figure 6.23).

(a) Il a été constaté à la première génération que la radioactivité était uniformément distribuée dans les deux chromosomes. Dans de tels cas, le brin d'origine de la double hélice d'ADN a été marqué avec ³ H et le brin nouvellement formé n'a pas été marqué.

(b) Au cours de la deuxième division, un seul des deux chromosomes représentait la radioactivité en montrant un brin radioactif (original) et un autre non radioactif (nouvellement formé).

Pourquoi les deux brins d'ADN ne servent-ils pas de matrice pour la synthèse d'ARN?

1. Les deux brins d'ADN ont une séquence différente. Les protéines ainsi formées, en raison de la présence de différents acides aminés, différeront.

2. En raison de la formation de deux protéines différentes d'un même ADN, l'information génétique et le mécanisme de transfert seront compliqués.

3. Si deux brins d'ARN sont formés à partir d'une molécule d'ADN simultanément, étant complémentaires, l'ARN deviendra double brin. Cela arrêtera l'étape de traduction et la formation de protéines ne sera pas là. Ainsi, l'étape de transcription ne sera d'aucune utilité pour la synthèse de protéines.