DNA replication liknar transkription i sin mest allmänna idé: ett polymerasenzym läser en sträng av DNA en nukleotid åt gången, det tar en slumpmässig nukleotid från nukleoplasmen, och om den kompletterar nukleotiden i DNA, lägger polymerasen det till den nya strängen det skapar., Naturligtvis finns det betydande skillnader mellan replikering och transkription också, inte minst som är att båda delarna av DNA läses samtidigt för att skapa två nya kompletterande strängar som så småningom kommer att resultera i en fullständig och nästan perfekt kopia av en hel organismal genom.

figur \(\Pageindex{7}\). DNA-replikering. Före upptäckten av de enzymer som är involverade i replikering föreslogs tre allmänna mekanismer., I konservativ replikation förblir de ursprungliga DNA-strängarna associerade med varandra, medan det nybildade DNA bildar sin egen dubbelhelix. Semi-konservativ replikering innebär skapandet av hybrid old-new double helices. Dispersiv replikation föreslagna molekyler som består av randomiserade fragment av dubbel-gamla och dubbel-nya DNA.

ett av de viktigaste begreppen för DNA-replikering är att det är en semi-konservativ process (figur \(\PageIndex{7}\))., Detta innebär att varje dubbel helix i den nya generationen av en organism består av en komplett ”gammal” sträng och en komplett ”ny” sträng lindad runt varandra. Detta är i motsats till de två andra möjliga modeller av DNA-replikation, den konservativa modellen, och den dispersiva modellen. En konservativ replikeringsmekanism föreslår att det gamla DNA: t endast används som mall och inte införlivas i den nya dubbelhelixen. Således har den nya cellen en helt ny dubbelhelix och en helt gammal dubbelhelix., Den dispersiva replikationsmodellen innehåller en slutprodukt där varje dubbel helix av DNA är en blandning av fragment av gammalt och nytt DNA. Mot bakgrund av nuvarande kunskap är det svårt att föreställa sig en dispersiv mekanism, men på den tiden fanns det inga mekanistiska modeller alls. Meselson-Stahl-experimenten (1958) visade tydligt att mekanismen måste vara halvkonservativ, och detta bekräftades när de viktigaste enzymerna upptäcktes och deras mekanismer klargjordes.

i meselson-Stahl-experimenten inkuberades E. coli först med 15N, en tung kväveisotop., Även om det bara är en skillnad i massa av en neutron per atom, finns det en tillräckligt stor skillnad i Massa mellan tungt kväveinnehållande DNA (i purin-och pyrimidinbaserna) och lätt/normalt kväveinnehållande DNA att de kan separeras från varandra genom ultracentrifugation genom en CSCL-koncentrationsgradient (figur \(\PageIndex{7}\)).

över 14 generationer ledde detta till en population av E. coli som hade tungt kväve införlivat i hela DNA (visas i blått). Sedan odlas bakterierna för en eller två divisioner i” lätt ” kväve, 14N., När DNA från bakteriepopulationerna undersöktes genom centrifugering fann man att i stället för lätt DNA och tungt DNA, vilket skulle förväntas om DNA-replikationer var konservativa, fanns det ett enda band i och mellanliggande läge på gradienten. Detta stöder en semi-konservativ modell där varje sträng av ursprungliga DNA fungerar inte bara som en mall för att göra nya DNA, det är i sig införlivas i den nya dubbel-helix.