Die Ergebnisse von Meselson und Stahl zeigten, dass während der DNA-Replikation jeder der beiden Stränge, aus denen die Doppelhelix besteht, als Vorlage dient, aus der neue Stränge synthetisiert werden. Der neue Strang wird den elterlichen oder “alten” Strang ergänzen, und der neue Strang wird an den alten Strang gekoppelt bleiben. So besteht jede “Tochter” DNA tatsächlich aus einem “alten” DNA-Strang und einem neu synthetisierten Strang. Wenn zwei Tochter-DNA-Kopien gebildet werden, haben sie die gleichen Sequenzen zueinander und identische Sequenzen zur ursprünglichen elterlichen DNA, und die beiden Tochter-DNAs werden gleichmäßig in die beiden Tochterzellen aufgeteilt, wodurch Tochterzellen entstehen, die genetisch identisch und genetisch identisch mit der Elternzelle sind. Die DNA, die aus Zellen geerntet wurde, die für zwei Generationen in 14N angebaut wurden, bildete zwei Bänder: ein DNA-Band befand sich an der Zwischenposition zwischen 15N und 14N und das andere entsprach dem Band von ausschließlich 14N DNA. Diese Ergebnisse konnten nur erklärt werden, wenn sich die DNA halbkonservativ repliziert. Die dispersive Replikation hätte zu einer ausschließlich enthebischen Band in jeder neuen Generation geführt, wobei sich das Band langsam der Höhe des 14N-DNA-Bandes näherte. Daher könnte auch eine dispersive Replikation ausgeschlossen werden. Sobald eine spezifische Erkennung eingestellt und BTX-Motive wie gewünscht auf einem Ausgangssaatgut gepaart wurden, müssen sie linear, analog zur Bildung eines DNA-Rückgrats, miteinander verbunden werden. Dies wird mit 18 Nukleotiden pro Duplex (9 von jeder Seite der drei BTX-Doppel-Helical-Domänen) erreicht und mit einem lösungsabgeleiteten DNA-Strang gebunden. Wir verwenden in jedem Fall die gleiche DNA-Sequenz (außer im Samen), so dass jedes Muster repliziert werden kann. Die kohäsive Stärke der Längsbindungen, die unsere Kacheln zu längeren Arrays verbinden, ist notwendigerweise von höherer Schmelztemperatur als die seitliche Bindung zwischen Saatgut- und Tochter-Arrays, sowohl wegen der größeren Länge als auch wegen der End-Stacking-Wechselwirkungen18; dies ist analog zu den Basen in der Doppelhelix, die in der parallel zur Spiralachse verlaufenden Und schwach befestigten (wasserstoffgebundenen) senkrecht zur Spirale befestigt ist. Der Unterschied in den Bindungsinteraktionen ermöglicht es, eine komplementäre Sequenz auf einer Seed-Vorlage zusammenzubauen, intern zu verschmelzen und dann von der Vorlage zu trennen, um eine autonome Kopie zu bilden.

Wir stellen fest, dass der BTX-basierte Code im Gegensatz zum DNA-Code, wie wir ihn kennen, nicht auf vier Buchstaben beschränkt ist: Im Prinzip können wir bis zu 428 verschiedene Kombinationen von Strängen4 entwerfen, die an der lateralen Paarung beteiligt sind. Stellen Sie sich vor, die Experimente Meselson und Stahl hätten die konservative Replikation anstelle der halbkonservativen Replikation unterstützt. Welche Ergebnisse würden Sie nach zwei Replikationsrunden vorhersagen? Seien Sie spezifisch in Bezug auf prozentuale Verteilungen von DNA mit 15N und 14N im Gradienten. Nukleinsäuren umfassen das genetische Material aller lebenden Organismen, wobei das geordnete Muster von Basen in der DNA-Doppelhelix leicht durch einen enzymatischen Prozess kopiert wird, der zu einer halbkonservativen Replikation innerhalb der Zelle führt14,15. Der Replikationsprozess nutzt die Komplementarität des vierstelligen Codes aus den Basen innerhalb der linearen DNA-Doppelhelix, wenn Adenin (A) mit Thymin (T) und Guanin (G) paart mit Cytosin (C).16 Wir übertragen dieses Konzept auf DNA-Materialien und verwenden als Analogie des Nukleotidbuchstabens das gebogene Dreifach-Crossover-Motiv (BTX)17, das vier einzelne Stränge (von je 7 Nukleotiden) zeigt, um sich mit einem ähnlichen zweiten BTX-Molekül zu verbinden. Die Informationen werden mit diesen vier Strängen kodiert, die eine spezifische Wechselwirkung zwischen zwei BTX-Molekülen und damit den Transfer von Informationen von einer Samenstruktur zu späteren Generationen gewährleisten.