Modèle conservatif de l`adn

La réplication semi-conservatrice décrit le mécanisme par lequel l`ADN est répliqué dans toutes les cellules connues. Il tire son nom du fait que ce mécanisme de transcription était l`un des trois modèles proposés à l`origine [1] [2] pour la réplication de l`ADN: l`élucidation de la structure de la double hélice a donné un indice sur la façon dont l`ADN se divise et fait des copies de lui-même. Ce modèle suggère que les deux brins de la double hélice se séparent pendant la réplication, et chaque brin sert de gabarit à partir duquel le nouveau brin complémentaire est copié. Ce qui n`était pas clair, c`est comment la réplication a eu lieu. Trois modèles ont été suggérés: conservateur, semi-conservateur et dispersif (voir figure 1). Le duo a ainsi commencé son expérience en choisissant deux isotopes de l`azote-le 14N commun et plus léger, et le 15N rare et plus lourd (ce qu`on appelle l`azote «lourd»)-comme leurs étiquettes et une technique connue comme gradient de densité d`équilibre de chlorure de césium (CsCl) la centrifugation comme méthode de sédimentation. Meselson et Stahl ont opté pour l`azote parce qu`il s`agit d`une composante chimique essentielle de l`ADN; par conséquent, chaque fois qu`une cellule se divise et que son ADN se reproduit, elle incorpore de nouveaux atomes de N dans l`ADN de l`une ou des deux de ses deux cellules-filles, selon le modèle qui était correct. “Si plusieurs espèces différentes de densité d`ADN sont présentes,” ils ont prédit, “chacun formera une bande à la position où la densité de la solution de CsCl est égale à la densité flottante de cette espèce. De cette façon, l`ADN étiqueté avec de l`azote lourd (15N) peut être résolu à partir d`ADN non étiqueté» (Meselson & Stahl, 1958). La figure 1.

Les trois modèles suggérés de réplication de l`ADN. Le gris indique les brins d`ADN originaux, et le bleu indique l`ADN nouvellement synthétisé. Pour différencier les deux, Meselson et Stahl ont dû laisser les cellules se diviser à nouveau, puis échantillonner l`ADN après un deuxième tour de réplication. Après cette deuxième phase de réplication, les scientifiques ont constaté que l`ADN se séparait en deux bandes distinctes: une dans une position où l`ADN contenant seulement 14N devrait migrer, et l`autre dans une position où l`ADN hybride (contenant la moitié 14N et la moitié 15N) devrait migrer. Les scientifiques ont continué à observer les deux mêmes bandes après plusieurs séries ultérieures de réplication. Ces résultats concordent avec le modèle semi-conservateur de réplication et la réalité qui, lorsque l`ADN reproduit, chaque nouvelle double hélice a été construit avec un brin ancien et un nouveau brin. Si le modèle dispersif était le bon modèle, les scientifiques n`auraient continué à observer qu`une seule bande après chaque cycle de réplication. Lorsque ces trois modèles ont été proposés pour la première fois, les scientifiques ont peu d`indices sur ce qui pourrait se produire au niveau moléculaire lors de la réplication de l`ADN.

Heureusement, les modèles ont donné des prédictions différentes sur la distribution de l`ADN ancien versus nouveau dans les cellules nouvellement divisées, peu importe ce que les mécanismes moléculaires sous-jacents. Ces prédictions étaient les suivantes: figure 2. Meselson et Stahl expérimentent avec E. coli cultivé d`abord en azote lourd (15N) puis en 14N. L`ADN cultivé en 15N (bande rouge) est plus lourd que l`ADN cultivé en 14N (bande orange), et les sédiments à un niveau inférieur dans la solution de chlorure de césium dans un ultracentrifuge.