Эксперименты Мэтью Мезельсона и Франклина Сталя доказали полуконсервативный механизм репликации ДНК следующим образом: 13

1. Для определения способа репликации ДНК необходимо было чётко различать материнские и дочерние молекулы. 1 В качестве маркера учёные использовали радиоактивный тяжёлый изотоп азота 15N. 1
2. Для включения метки в состав ДНК бактерии кишечной палочки выращивали на среде с 15N в качестве основного источника азота. 1 Чтобы пометить практически всю бактериальную ДНК, необходимо было культивировать E. coli на такой среде в течение как минимум 12 поколений. 1
3. После завершения культивирования бактерии быстро переносили на среду, содержащую более лёгкий изотоп азота 14N, и позволяли бактериям расти на такой среде ещё в течение нескольких поколений. 1
4. Определяя плотность ДНК в каждой из проб, Мезельсон и Сталь обнаружили, что спустя одно поколение после переноса культуры E. coli со среды с 15N на среду с 14N плотность всей ДНК оказалась промежуточной. 13 Выявленная промежуточная фракция стала свидетельством того, что молекулы ДНК, полученные на первом этапе репликации, являются гибридом лёгкой и тяжёлой ДНК. 1
5. Спустя два поколения после переноса культуры E. coli со среды с 15N на среду с 14N только половина (50%) ДНК была промежуточной плотности, а другая половина бактериальных клеток содержала ДНК с лёгким изотопом азота (14N). 13
6. Через три поколения на среде с 14N в ¾ клеток содержалась лёгкая ДНК, а ¼ часть клеток сохраняла ДНК промежуточной плотности. 3 То есть соотношение между числом генераций и распределением плотности ДНК точно соответствовало полуконсервативному типу репликации. 3

Эти данные подтвердили верность модели Уотсона–Крика и полуконсервативный характер репликации ДНК. 3