01-meselson1-450

Pada waktu yang sama saat Watson dan Crick mengemukakan struktur punting ganda pada DNA, mereka juga menyimpulkan tentang mekanisme replikasi pada DNA. Mereka menyimpulkan bahwa pada saat DNA akan mereplikasi diri, dua punting DNA akan memisah satu sama lain, tetapi keduanya tetap berhubungan dan akan menjadi cetakan sehingga terbentuk kembali dua punting ganda yang sempurna. Ketika proses replikasi sudah selesai, kedua molekul DNA yang sangat identik dan mirip dengan induknya telah terbentuk.

 300px-DNAreplicationModes

Model replikasi seperti ini dinamakan teori semikonservatif, dimana salah satu puting DNA adalah puting yang berasal dari induk sedangkan puting adalah punting yang yang lain adalah punting yang baru saja terbentukbaru. Bukti nyata dari model replikasi DNA yang dikemukakan oleh Watson dan Crick ini dapat dilihat dari hasil eksperimen M. S. Meselson dan F. W. Stahl.

Pada tahun 1958, M. S. Meselson dan F. Stahl melakukan sebuah eksperimen untuk membuktikan teori semikonservatif seperti yang telah dikemukakan di atas. Mereka menumbuhkan bakteri E. coli dalam medium yang kaya akan isotop nitrogen 15N. Nitrogen adalah kandungan utama dalam DNA. Bentuk nitrogen normal adalah dalam bentuk isotop 14N, tetapi DNA juga akan tetap bertahan hidup dengan kandungan isotop 15N yang melimpah.

Setelah bakteri E. coli ditumbuhkan dalam medium yang kaya akan isotop 15N, dihasilkan keturunan bakteri dengan kandungan DNA yang sangat padat. Kepadatan untai DNA dapat ditentukan dengan teknik sentrifugasi gradien kepadatan. Dalam teknik ini cesium klorida (CsCl) akan disentrifugasi selama beberapa jam. Jika potongan DNA di tambahkan kedalamnya, maka masing-masing potongan akan cenderung untuk berpindah dan berkumpul pada suatu daerah dengan gradient kepadatan yang sama. Jadi apabila potongan-potongan tersebut mempunyai kgradien kepadatan yang sama maka akan terbentuk satu pita tunggal, dan apabila gradient kepadatannya berbeda maka akan terbentuk dua pita atau lebih. Adanya pita yang terbentuk ini bisa dideteksi dengan menggunakan sinar ultraviolet yang memiliki panjang gelombang sekitar 260 nm dimana asam amino dapat menyerap sinar ini dengan kuat.

Setelah itu, sel bakteri yang mengandung isotop 15N dalam DNAnya akan ditaruh kembali di dalam medium yang kaya akan isotop 14N untuk membelah sekali lagi. Kemudian DNA akan diekstrasi dari selnya untuk diselidiki apakah DNA tersebut adalah DNA dengan isotop 14N atau DNA dengan isotop 15N. Hasil dari eksperimen ini sangat mendukung teori semikonservatif replikasi DNA, dimana separuh dari generasi sel yang kedua memiliki satu punting DNA asli dengan isotop 15N bersama-sama dengan isotop 14N. Sedangkan DNA pada separuh sel yang lain mengandung isotop 14N, satu disintesis pada pembelahan pertama dan yang lain disintesis pada pembelahan kedua.

  pita2-meselson-stahl-eksp

Eksperimen Meselson-Stahl ini sangat penting karena selain dapat membuktikan cara replikasi DNA secara semikonservatif, eksperimen ini juga dapat menggugurkan cara-cara replikasi DNA yang lain, yaitu secara konservatif maupun secara dispersif. Jika replikasi secara dispersif, maka akan terbentuk dua punting DNA dengan kandungan campuran isotop 14N dan isotop 15N dan hal ini tidak terbukti dalam eksperimen Meselson-Stahl.

Sumber:

Anoim. Tanpa tahun.Meselson-Stahl experiment, (Online), (http://en.wikipedia.org/wiki/Matthew_Meselsondiakses tanggal 28 Februari 2007 pukul 15.25).

Anoim. Tanpa tahun. The Meselson-Stahl Experiment “The Most beautiful Experiment in Biology”, (Online), (http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/M/Meselson_Stahl.htm diakses tanggal 28 Februari 2007 pukul 15.25).

Gardner, Eldon John. 1991. Principles of GENETICS. Canada: John Wiley & Sons Inc.