Videnskab
 Science >> Videnskab & Opdagelser >  >> Kemi

Hvorfor brugte Meselson og Stahl isotoper af nitrogen ikke noget andet atom?

Meselson og Stahl valgte at bruge isotoper af nitrogen (specifikt 14N og 15N) i deres eksperiment af flere grunde:

* nitrogen er en nøglekomponent i DNA: DNA er sammensat af nukleotider, der inkluderer nitrogenholdige baser. Nitrogen er derfor en grundlæggende byggesten af DNA.

* Isotoper af nitrogen kan let skelnes: 14N er den mest almindelige isotop af nitrogen, mens 15N er en tungere, stabil isotop. Denne forskel i masse tillader dem at blive adskilt ved hjælp af densitetsgradientcentrifugering, en teknik, der adskiller molekyler baseret på deres densitet.

* nitrogen er let inkorporeret i DNA: Celler kan let optage nitrogen fra deres miljø og inkorporere det i deres DNA under replikation.

* Nitrogenisotoper ændrer ikke DNA -strukturen markant: Den tyngre isotop 15N ændrer ikke de kemiske egenskaber af DNA signifikant. Dette sikrer, at eksperimentet fokuserer på replikation og ikke på potentielle strukturelle ændringer forårsaget af isotopen.

Andre elementer kunne have været brugt, men de ville ikke have givet det samme niveau af klarhed eller let eksperimentering:

* brint: Mens brint også er en vigtig komponent i DNA, er forskellen i masse mellem dens isotoper (deuterium og tritium) ikke så signifikant som med nitrogen, hvilket gør adskillelse mere udfordrende.

* carbon: Mens carbon er en anden nøglekomponent i DNA, er isotoperne af carbon (12C og 14C) vanskelige at differentiere ved anvendelse af densitetsgradientcentrifugering.

* fosfor: Mens fosfor er til stede i phosphatryggen i DNA, er dens isotoper ikke så let inkorporeret i DNA som nitrogenisotoper.

Derfor gav nitrogenisotoper den perfekte kombination af egenskaber for at give Meselson og Stahl mulighed for at udføre deres elegante eksperiment og demonstrere den halvkonservative karakter af DNA-replikation.

Varme artikler