Beberapa bukti eksperimen utama bahwa replikasi DNA bersifat semikonservatif adalah sebagai berikut: 1. Eksperimen Meselson dan Stahl 2. Eksperimen Taylor.
1. Eksperimen Meselson dan Stahl:
Eksperimen yang dilakukan oleh Mathew Messelson dan Franklin Stahl (1957-58) secara meyakinkan membuktikan bahwa pada sel E. coli yang hidup utuh DNA direplikasi dengan cara semi-konservatif seperti yang didalilkan oleh Watson dan Crick.
Messelson dan Stahl (1958) membudidayakan bakteri E. coli dalam media biakan yang mengandung isotop 15 N 15 NH 4 Cl ( 15 N adalah isotop berat nitrogen) nitrogen. Setelah replikasi DNA E. coli selama beberapa generasi dalam medium 15 N, ditemukan bahwa kedua untai DNA tersebut mengandung 15 N sebagai penyusun purin dan pirimidin.
Molekul DNA yang berat ini dapat dibedakan dari DNA normal dengan sentrifugasi dalam gradien densitas cesium klorida (CsCl). Menjadi 15 N bukan isotop radioisotop, dapat dipisahkan dari 14 N hanya berdasarkan kerapatan.
Ketika bakteri ini dengan 15 N dimasukkan ditempatkan dalam media yang mengandung 14 N ( 14 NH 4 Cl), terlihat molekul DNA yang baru terbentuk mengandung satu Untai lebih berat dari yang lain. DNA yang terbentuk seperti itu ditemukan sebagai hibrid karena satu untai terdiri dari ‘^N (lama) dan yang lain terdiri dari 14 N (baru) (Gbr. 6.22).
Berbagai sampel dipisahkan secara independen pada gradien CsCl untuk mengukur kepadatan DNA setelah 20 menit (generasi pertama). Bakteri E. coli membelah dalam 20 menit. Selama replikasi kedua (setelah 40 menit) dalam medium normal 14 N kedua untai dipisahkan lagi (dengan radioaktif dan non-radioaktif 15 N).
Diamati bahwa dari total empat molekul DNA yang terbentuk, dua benar-benar non-radioaktif dan dua lainnya dengan setengah radioaktif dan setengah untai non-radioaktif lainnya.
2. Eksperimen Taylor:
JH Taylor et. Al. (1958) juga mendemonstrasikan mode replikasi semi-konservatif pada DNA dan kromosom pada sel ujung akar Vicia faba. Setelah penggabungan timidin radioaktif 3 H, ujung akar dipindahkan ke media tanpa label yang mengandung colchicine.
Kromosom radioaktif (dengan DNA berlabel memiliki 3 H) muncul dalam bentuk titik-titik hitam yang tersebar dari butiran perak. Setelah replikasi DNA dan penyusunan kromosom, fakta-fakta berikut diketahui (Gbr. 6.23).
(a) Ditemukan pada generasi pertama bahwa radioaktivitas terdistribusi secara merata di kedua kromosom. Dalam kasus seperti itu untai asli heliks ganda DNA diberi label dengan 3 H dan untai yang baru terbentuk tidak diberi label.
(b) Selama pembelahan kedua hanya satu dari dua kromosom yang mewakili radioaktivitas dengan menunjukkan satu untai radioaktif (asli) dan satu untai non radioaktif (baru terbentuk).
Mengapa kedua untai DNA tidak berfungsi sebagai cetakan untuk sintesis RNA?
- Kedua untai DNA memiliki urutan yang berbeda. Protein yang terbentuk, karena adanya asam amino yang berbeda, akan berbeda.
- Karena pembentukan dua protein berbeda dari satu DNA akan mempersulit informasi genetik dan mekanisme transfer.
- Jika dua untai RNA terbentuk dari satu molekul DNA secara bersamaan, saling melengkapi, RNA akan menjadi untai ganda. Ini akan menghentikan langkah translasi dan pembentukan protein tidak akan ada. Dengan demikian, langkah transkripsi tidak akan berguna untuk sintesis protein.
