la replicazione del DNA è simile alla trascrizione nella sua più generale idea: un enzima polimerasi legge un filamento di DNA un nucleotide alla volta, ci vuole un casuale nucleotide dal nucleoplasma, e se è complementare al di nucleotidi nel DNA polimerasi aggiunge il nuovo filone che sta creando., Naturalmente, ci sono differenze significative tra la replica e la trascrizione troppo, non ultimo dei quali è che entrambi i filamenti di DNA vengono letti contemporaneamente al fine di creare due nuovi filamenti complementari che alla fine si tradurrà in una copia completa e quasi perfetta di un intero genoma organismal.

Figura \(\PageIndex{7}\). Replicazione del DNA. Prima della scoperta degli enzimi coinvolti nella replicazione, sono stati proposti tre meccanismi generali., Nella replicazione conservativa, i filamenti di DNA originali rimangono associati tra loro, mentre il DNA appena fatto forma la propria doppia elica. La replica semi-conservativa postula la creazione di doppie eliche ibride vecchio-nuovo. La replicazione dispersiva ha proposto molecole composte da frammenti randomizzati di DNA doppio-vecchio e doppio-nuovo.

Uno dei concetti più importanti della replicazione del DNA è che si tratta di un processo semi-conservativo (Figura \(\PageIndex{7}\))., Ciò significa che ogni doppia elica nella nuova generazione di un organismo consiste di un filo “vecchio” completo e di un filo “nuovo” completo avvolto l’uno intorno all’altro. Questo è in contrasto con gli altri due possibili modelli di replicazione del DNA, il modello conservativo e il modello dispersivo. Un meccanismo conservativo di replicazione propone che il vecchio DNA sia utilizzato solo come modello e non sia incorporato nella nuova doppia elica. Così la nuova cella ha una doppia elica completamente nuova e una doppia elica completamente vecchia., Il modello dispersivo di replicazione postula un prodotto finale in cui ogni doppia elica del DNA è una miscela di frammenti di DNA vecchio e nuovo. Alla luce delle conoscenze attuali, è difficile immaginare un meccanismo dispersivo, ma all’epoca non esistevano affatto modelli meccanicistici. Gli esperimenti Meselson-Stahl (1958) dimostrarono chiaramente che il meccanismo doveva essere semi-conservativo, e ciò fu confermato una volta scoperti gli enzimi chiave e chiariti i loro meccanismi.

Negli esperimenti Meselson-Stahl, E. coli sono stati incubati per la prima volta con 15N, un isotopo pesante dell’azoto., Sebbene sia solo una differenza di massa di un neutrone per atomo, c’è una grande differenza di massa tra il DNA contenente azoto pesante (nelle basi purine e pirimidiniche) e il DNA contenente azoto leggero/normale che possono essere separati l’uno dall’altro mediante ultracentrifugazione attraverso un gradiente di concentrazione CsCl (Figura \(\PageIndex{7}\)).

Nel corso di 14 generazioni, questo ha portato ad una popolazione di E. coli che aveva azoto pesante incorporato in tutto il DNA (mostrato in blu). Quindi, i batteri vengono coltivati per una o due divisioni in azoto “leggero”, 14N., Quando il DNA delle popolazioni batteriche è stato esaminato mediante centrifugazione, si è scoperto che invece di DNA leggero e DNA pesante, come ci si aspetterebbe se le repliche del DNA fossero conservative, c’era una singola banda e una posizione intermedia sul gradiente. Questo supporta un modello semi-conservatore in cui ogni filamento di DNA originale non solo agisce come un modello per fare nuovo DNA, esso stesso è incorporato nella nuova doppia elica.