Expérience de Meselson et Stahl

Expérience de Meselson et Stahl
On veut montrer précisément le mécanisme de la réplication de l'ADN.
MESELSON et STAHL ont mis au point une technique d'obtention du gradient de densité par centrifugation à
grande vitesse. Cette technique permet de séparer des ADN de densités très légèrement différentes, par
exemple des ADN contenant des atomes d'azote lourd 15N peuvent être séparés des ADN analogues contenant
des atomes d'azote normal 14N.
Des bactéries sont cultivées dans un milieu de
culture dont la source d'azote contient uniquement
de l'azote lourd 15N.
L'ADN est extrait de ces bactéries, placé dans un
tube à centrifugation et centrifugé pendant 24
heures avec une accélération de 100 000 g.
L'aspect du tube en fin de centrifugation est celui
de la figure 1 .
La bande hachurée correspond, dans le gradient de
densité qui s'est établi (de 1,69 à 1,74), à un ADN
de densité 1,724.
Des bactéries de la même espèce cultivées dans un milieu dont la source d'azote contient uniquement
(azote ordinaire) et dont l'ADN est centrifugé donnent le résultat représenté par la figure 2.
14
N
L'ADN est extrait de bactéries cultivées dans un milieu contenant
15
N, puis placées au début de l'expérience dans un milieu contenant
14
N. Ces bactéries sont cultivées dans des conditions provoquant la
synchronisation des divisions.
L’aspect des tubes à centrifugation est donné par la figure 3 :
 0 indique le début de l'expérience.
 1 indique la fin de la première division
 2 indique la fin de la seconde division.
QUESTIONS
1- Rappelez le principe du mécanisme semi-conservatif de réplication que l'on prend pour hypothèse de
travail.
2- Pour explorer les conséquences d'une telle hypothèse dans le cadre du protocole de Meselson et Stahl,
schématisez le devenir d'une portion d'ADN depuis le début de l'expérience jusqu'à la fin de la
seconde division.
3- Déterminez les résultats attendus avec la centrifugation. Confrontez les avec les résultats
expérimentaux obtenus par Meselson et Stahl. Tirez une conclusion sur l’hypothèse de départ
4- Montrez que ces résultats auraient été différents avec un autre mécanisme de synthèse de l'ADN que
l'on indiquera.
Correction
1- le brin d’ADN s’ouvre par rupture des liaisons faibles, et chaque brin sert de modèle pour la
réplication : des nucléotides libres viennent se fixer sur les bases complémentaires.
2début d’expérience
fin de 1ère division
fin de 2ème division
3- on doit obtenir la moitié de l’ADN de densité 1,717 et l’autre moitié de densité 1,710. Les résultats
sont bien ceux obtenus par les chercheurs : l’hypothèse est validée
4- si on avait eu 1 brin d’ADN entièrement nouveau, et l’autre qui reste intact, on aurait eu ¼ d’ADN de
densité 1,724 et ¾ de densité 1,710