تجربة ميسلسون-ستال

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى التنقل اذهب إلى البحث

تجربة مسيلسون-ستال (بالإنجليزية: Meselson–Stahl experiment)، هي تجربة قام بها كل من ماثيو مسيلسون و فرانكلين ستال في عام 1958 والتي دعمت فرضية واتسون وكريك، التي كانت تنص على أن تضاعف دي إن إيه هو شبه محافظ (semi-conservative). عرف جيمس واتسون وفرنسيس كريك وهما باحثان صغيرا السن في جامعة كامبريدج نتائج فرانكلين قبل أن تُنشر عام 1953م، فقاما بسرعة بتنظيم شكل (نموذج) محتمل لجزيء دي إن إيه وهو متطابق في جوهره مع ما نعرفه اليوم عن هذا المركب. لم يقم واتسون وكريك بعمل أي تجربة تتعلق بتركيب دي إن إيه بل جمعا المعلومات المتوفرة في ذلك الوقت ووصفا نموذجاً جزيئياً منفصلاً للدي إن إيه. إن تضاعف دي إن إيه قبل الانقسام الخلوي عملية سهلة. ولقد كشفت الدراسات أن هذه العملية تطلب مساهمة كبيرة من بروتينات الخلية.

تجربة ميسلسون-ستال[عدل]

قام العالمان ميسلسون وستال عام 1958م بفحص النماذج الثلاثة المحتملة لتضاعف دي إن إيه، وهي:

1-النموذج المحافظ (Conservative model): 

يعمل DNA بعضهما مع بعض كقالب لبناء جزئ DNA جديد مزدوج الشريط حيث يستمر جزيء DNA الأصلي على حاله ويذهب إلى إحدى الخليتين الجديدتين بينما يذهب الجزيء الجديد للخلية الأخرى . 2-التضاعف المشتت (Dispersive model): يقطع جزئ DNA ككل إلى قطع صغيرة يستخدم كل منها كقالب لبناء لولبين جديدين يرتبط أن بعضهما ببعض بطريقة ما. 3-التضاعف شبه المحافظ (Semi Conservative model): يبقى شريط واحد من الحلزون الأبوي مع الحلزون البنيوي حيث يبنى شريط جديد لكل شريط أبوي.

التجربة[عدل]

تستخدم ميسلسون وستال مادة لتعليم النيتروجين الثقيل نظير 15 وهي مادة تعليم غير مشعة .لدى الجزيئات المحتوية على نظير النيتروجين 15 كثافة أكبر من تلك المحتوية على النظير المشع نيتروجين 14 الشائع أو بالإمكان استخدام تقنية الطرد المركزي عالي السرعة لفصل الجزيئات ذات الكثافة المحتملة .

زُرعت البكتيريا في المرحلة الأولى في وسط يحتوي على نظير النيتروجين15 الذي أتحد بدوره مع قواعد دي ان اي في البكتيريا .بعد أجيال عدة ,أصبح دي أن اي في تلك البكتيريا أكثر كثافة من ذلك الموجود في البكتيريا .والتي زُرعت في وسط يحتوي نظير النيتروجين 14 الطبيعي والمتوافر. نقل ميسلسون وستال البكتيريا من الوسط تالمحتوى على نظير النيتروجين 15 إلى وسط يحتوي على نظير النيتروجين 14 ثم جمعا دي ان اي على مدة زمنية مختلفة. أذيب دي أن اي من كل فترة زمنية في محلول ملحي ثقيل,كلوريد السيزيوم ,وتم تدويره المحلول في جهاز الطرد المركزي عالي السرعة ,سببت قوة الطرد المركزي الكبيرة هجرة السيزيوم نحو قعر أنبوب الطرد المركزي صانعة تدرجاً من تركيز السيزيوم ,ومن ثم تدرجاً في الكثافة .كل شريط دي أن اي طاف أو غاص في هذا التدرج إلى أن وصل إلى نقطة تطابق كثافته تماماً كثافة السيزيوم في ذلك الموقع .ولأن أشرطة نظير النيتروجين 14 فإنها تهاجر أبعد نحو قاع الانبوب. تساوت كثافة عينات دي ان اي التي جمعت فوراً بعد أن نقلت البكتيريا إلى وسط نظير النيتروجين 14 مع دي ان اي المحتوي على النيتروجين 15 فقط. إلا أنه بعد أن أنهت البكتيريا أول جولة من التضاعف قلت كثافة دي أن اي اللى قيمة وسطى دي ان اي مع نظير النيتروجين 14 وحدة ودي ان اي ونظير النيتروجين 15 لوحظ بعد الجولة الثانية من التضاعف صنفان من دي ان اي واحد وسط واحد بساوي دي ان اي نظير النيتروجين 14. تفسير نتائج ميسلسون وستال :

  1. لم يكن النموذج المحافظ متماشيا مع نتائج الجولة الأولى من التضاعف، إذ كان لا بد من ملاحظة كثافتين لأشرطة دي إن أيه تكون إمّا ثقيلة (أبوية) أو خفيفة بنوية وهكذا رفض هذا النموذج.
  2. توافق نموذج شبه المحافظ مع الملاحظات جميعها فبعد أول جولة من التضاعف يتوقع أن تكون هناك كثافة وحيدة لأن جزيئات دي أن أي جميعها سيكون لها أشرطة خفيفة وأخرى ثقيلة .وبعد جولتين من التضاغف سيكون لدى نصف الجزيئات شريطان خفيفان ونصف الجزيئات الآخر سيكون له شريطان خفيف وثقيل. ولذا سيلاحظ هناك كثافتان لذا فان النتائج تدعم النموذج شبه المحافظ.
  3. النموذج التشتتي كان متطابقاً مع نتائج الجولة الأولى من التضاعف ففي هذا النموذج سيكون كل حلزون دي إن أيه من أشرطة خليطة نص خفيف ونص ثقيل ولكن بعد جولتين من التضاغف سيبقى النموذج التشتتي ينتج كثافة وحيدة تتألف من ثلاث أرباع أشرطة دي إن أيه خفيفة وربع ثقيلة عوضاًعن ذلك لوحظ وجود كثافتين، لذا رُفض هذا النموذج أيضاً. وباستخدام سلسلة التجارب هذه على بكتيريا القولون تمكن ميسلون وستال من إثبات أن الطريقتين الأولى والثانية لا يمكن حدوثهما ، ووفرا دليلاً قوياً على صدق الطريقة الثالثة وهي التضاعف شبه المحافظ.

مراجع[عدل]

كتاب علم الأحياء: - صفحة 263 للمؤلف بيتر هـ. ريفن سنة 2014 جورج ب. جونسون, ‌جوناثان ب. لوسوس

وصلات خارجية[عدل]