结构生物化学/核酸/DNA/梅塞尔森-斯塔尔实验
保守型
子代DNA完全由新的DNA组成，亲代DNA保留其相同的骨架和碱基。
半保守型
复制产生两个DNA拷贝，由50%来自亲代DNA螺旋的DNA和50%的新DNA组成。在这种情况下，每个子代DNA双螺旋包含一条来自亲代的旧链和一条新的链（复制产生的互补链）。
分散型
这种复制形式也产生由50%新DNA和50%亲代DNA构成的子代DNA。然而，在这种情况下，新DNA和旧DNA被随机分配，复制后两条螺旋的每条链上都发现了它们的片段。
三种复制理论示意图，由CJHIGGIN绘制
沃森和克里克提出DNA以半保守的方式复制，但保守型和分散型复制仍然是可能的，直到这些理论被证伪。1957年，马修·梅塞尔森和弗兰克林·斯塔尔设计了一个实验来确定DNA是否遵循保守型、半保守型或分散型模型进行复制。
方法
梅塞尔森和斯塔尔将大肠杆菌培养在含有重氮同位素 (15N) 作为唯一氮源的培养基中，而不是更常见的氮-14 (14N)。经过几代培养后，大肠杆菌包含由含有15N同位素的核苷酸碱基组成的DNA。 (15N) DNA比常见的 (14N) DNA密度更大，密度差异允许通过密度梯度平衡沉降进行分离。
为了通过密度分离大肠杆菌DNA，将DNA与CsCl溶液混合并进行离心。由于沉降和扩散相互作用，形成了CsCl密度梯度。DNA分子位于CsCl密度梯度中与其自身密度相等的区域。
将(15N) 大肠杆菌细胞转移到仅含有(14N) 的培养基中。从在(14N) 培养基中生长的第一代细胞中分离DNA，并通过密度梯度平衡沉降进行分析。然后提取从(14N) 培养基中生长的第二代大肠杆菌的DNA并进行分析。
在14N 培养基中生长的第一代大肠杆菌包含一条DNA带，位于14N DNA带和15N DNA带应在的位置之间。这表明存在一种比在15N 培养基中生长的原始大肠杆菌群体中的DNA更轻的DNA，但仍然比14N DNA重。由于这条中间DNA带在密度梯度中的位置，很明显，该DNA是杂合体，包含14N 和15N。这自动排除了保守型复制模型，该模型会导致两条不同的带：一条与包含15N 的DNA的位置相匹配，另一条与仅包含14N 的DNA的位置相匹配。只有分散型和半保守型模型符合这种情况。
在14N 培养基中生长的第二代大肠杆菌包含两条不同的带。一条带是14N DNA，另一条带是中间的 (14N/15N) DNA。这一结果支持半保守型复制理论，因为分散型复制会导致每代连续产生一条密度较低的DNA单带。
下图说明了保守型、分散型和半保守型模型的理论结果以及梅塞尔森和斯塔尔获得的实验结果。
图：在密度梯度中离心后，DNA样本各部分的外观示意图，由CJHIGGIN绘制
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Campbell and Reese's Biology, 7th Edition
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