Au début de la mitose, chaque cellule contient 2n chromosomes, soit 4n chromatides; à la fin de la mitose, il ne reste plus que 2n chromatides dans chaque cellule fille. Ceci suppose que l'ADN qui constitue les chromatides doit être répliqué avant le début de la division cellulaire.
Comment s'effectue cette réplication?

Jusqu'en 1958, trois théories tentaient d'expliquer comment se duplique l'ADN.
- La théorie semi-conservative : chaque cellule hérite d'une molécule d'ADN formée d'un brin ancien et d'un brin nouveau.
- La théorie dispersive : les molécules d'ADN sont formées de portions d'ADN ancien et d'ADN nouveau.
- La théorie ségrégative : une cellule hérite d'une molécule d'ADN nouvelle et l'autre cellule possède l'ancienne molécule.

EXPERIENCE PRELIMINAIRE

Pour trouver quelle hypothèse était la bonne, Meselson et Stahl cultivent des bactéries dont l'avantage est de présenter des cycles cellulaires rapides (moins de 30 min) et synchronisés.
Ces bactéries sont cultivées sur un milieu normal. Après extraction de leur ADN, on pratique une centrifugation de ces molécules, dite en gradient de densité*. On agit de même avec des bactéries cultivées sur un milieu dont l'azote normal ¹⁴N du chlorure d'ammonium est remplacé par l'isotope ¹⁵N de l'azote, dit azote lourd..

Des bactéries cultivées depuis longtemps en présence de molécules azotées ¹⁵N sont repiquées sur un milieu contenant des molécules azotées ¹⁴N et permettant la synchronisation des divisions. Des fractions sont prélevées après différents temps correspondant à 1, 2, 3, ... divisions. L'ADN est extrait, placé dans la solution de chlorure de Césium et centrifugé 24h à 100.000 g. La position des ADN est repérée par une mesure de la densité optique. On obtient le résultat suivant.

Q4- Que peut-on conclure de cette expérience en ce qui concerne les différentes théories.
Ta réponse sera construite de la manière suivante: Si ....., alors .... or ...... donc .....

Tube de centrifugation obtenu après la deuxième division.

Q5- Que pouvez vous conclure?

Q6- Schématisez les tubes de centrifugation obtenu après la troisième et la quatrième division.

Tes schémas seront très soignés, ils seront réalisés à la même échelle que les deux autres tubes.

* Cette expérience date de 1958. Elle permet de démontrer le caractère semi-conservatif de la multiplication de la molécule d'ADN chez les bactéries. Cette expérience a pu être réalisée grâce à plusieurs mises au points techniques :
1 - Meselson et Stahl mettent au point une technique d'obtention de gradient de densité par centrifugation. En utilisant du chlorure de Césium de densité moyenne 1,72, ils obtiennent après 24h de centrifugation à grande vitesse un gradient de densité (environ de 1,70 à 1,75), gamme qui englobe la densité de l'ADN (1,710).
2- Ils mettent au point une méthode qui permet de synchroniser pendant quelques générations la division des bactéries.