Một nhóm các nhà khoa học thực hiện lại thí nghiệm của Meselson và Stahl (1958) để nghiên cứu mô hình nhân đôi của DNA. Họ đã nuôi vi khuẩn E. coli trong môi trường chỉ có nitơ đồng vị nặng (
2/11
Một nhóm các nhà khoa học thực hiện lại thí nghiệm của Meselson và Stahl (1958) để nghiên cứu mô hình nhân đôi của DNA. Họ đã nuôi vi khuẩn E. coli trong môi trường chỉ có nitơ đồng vị nặng (N15), sau đó chuyển sang môi trường chỉ có nitơ đồng vị nhẹ (N14), tách DNA sau mỗi thế hệ và ly tâm. Kết quả thu được các băng DNA có trọng lượng và tỷ lệ khác nhau như hình bên (tỷ lệ % thể hiện hàm lượng của các băng DNA trong mỗi thế hệ).
a. Dựa theo kết quả thí nghiệm, hãy chứng minh DNA tái bản theo mô hình bán bảo toàn.
b. Tại sao băng DNA trung gian có tỷ lệ giảm dần sau mỗi thế hệ?
c. Giả sử họ nuôi vi khuẩn E. coli trong môi trường chỉ có N14 (thế hệ 0) rồi chuyển sang môi trường chỉ có N15 (từ thế hệ 1), các điều kiện thí nghiệm khác không thay đổi. Hãy xác định tỷ lệ % các băng DNA thu được ở mỗi thế hệ: 0, 1, 2 và 3.
a.
- Ba mô hình giải thích cơ chế tái bản DNA: Bán bảo toàn, bảo toàn và phân tán.
- Thế hệ 1: chỉ có 1 băng DNA trung gian, nên loại bỏ mô hình bảo toàn. Thế hệ 2: có 2 băng DNA (nhẹ và trung gian) => loại bỏ mô hình phân tán
-Từ đó kết luận: DNA tái bản theo mô hình bán bảo toàn.
b. - Thế hệ 1: Băng DNA trung gian tạo thành từ các phân tử DNA lai (N14-N15 )
- Do môi trường nuôi vi khuẩn từ thế hệ 1 trở đi chỉ có N14 làm nguồn vật liệu tổng hợp DNA => sau mỗi thế hệ tỷ lệ này giảm một nửa.
- Thế hệ 2: DNA trung gian giảm còn 1/2.
- Thế hệ 3: DNA trung gian giảm còn 1/4.
- Tỷ lệ phân tử DNA nhẹ (N14- N14) tăng lên sau mỗi thế hệ => Tỷ lệ băng DNA trung gian giảm dần sau mỗi thế hệ.
c. - Tỷ lệ các băng DNA thu được ở các thế hệ:
+ Thế hệ 0: 100% băng nhẹ.
+ Thế hệ 1: 100% băng trung gian.
+ Thế hệ 2: 50% băng trung gian: 50% băng DNA nặng. + Thế hệ 3: 25% băng trung gian: 75% băng DNA nặng