Student World

Ačkoliv modely Watsona a Cricka byly prakticky ihned po svém zveřejnění všeobecně přijaty, trvalo nějaký čas, než se objevily důkazy o tom, že DNA se skutečně „replikuje“.

Až za několik let po zveřejnění modelu dvoujšroubovice, v roce 1957 provedli biologové Matt Meselson a Frank Stahl z Caltechu pokus s dělením bakterií. Tradičně se předpokládalo, že při dělení se bakterie skutečně „rozdělí“ a poté obě části zase dorostou. Z teorie o ústřední roli genetické informace v podobě DNA ale vyplýval jiný závěr: molekula DNA se „nestříhá“ a nedorůstá v nových buňkách, ale ještě před vlastním dělením buňky se musí replikovat (protože vlastní „informaci“ nelze rozdělit).
Jak ale navrhnout experiment, který by replikaci DNA dokázal nebo vyvrátil? Meselson a Stahl postupovali následujícím způsobem: nejprve pěstovali bakterie v těžkém dusíku (15 nukleonů v jádře) a pak v dusíku obyčejném. Mezitím sledovali hustotu molekul DNA.
Pokud by se DNA prostě dělila a „dorůstala“, pak by v první generaci byly molekuly DNA obsahující těžký dusík, ve druhé generaci by měly polovinu těžkého dusíku, ve třetí čtvrtinu atd. Výsledek experimentu byl ale odlišný: v každé generaci se snížila relativní četnost těžkých molekul, ale nikoliv jejich hmotnost – stále byly výhradně z těžkého dusíku, naopak přibývalo molekul výhradně z dusíku obyčejného. To znamenalo, že molekuly DNA se nedělí a nedorůstají, ale skutečně se vytvářejí celé znovu při replikaci, přičemž původní molekula je jakoby „nesmrtelná“.

Zdroj:
Richard Feynman: To nemyslíte vážně, pane Feynmane!, Aurora, Praha 2001 (správněji je experiment popsán na
http://oregonstate.edu/Dept/Special_Collections/subpages/ahp/1995symposium/holmes.html)

Poznámky:
– ve skutečnosti to tak úplně neplatí, také DNA se různě opravuje. Naše DNA není složena ze stejných atomů jako DNA našich předků. Kontinuita existuje ve smyslu informace, nikoliv jejího nosiče.
– jak by dopadl Meselsonův a Stahlův pokus s izotopy dusíku, kdyby namísto DNA sledovali jaderné proteiny? (co třeba kdyby oba sledovali ne přímo extrahovanou DNA, ale hustotu chromozomů?)
– jaký vliv na výsledky experimentu má rekombinace?
– myšlenkový experiment: bez ohledu na faktickou správnost Meselsonových závěrů, nebylo by možné výsledky experimentu interpretovat i nějak jinak?

autor Pavel Houser