Опытами Мезельсона и Сталя было доказано полуконсервативное копирование ДНК следующим образом: 12

1. Бактерии E. coli выращивали в среде, содержащей тяжёлый изотоп азота N-15. 2 По мере роста и деления бактерий изотоп включался в нуклеотиды ДНК, в результате чего образовывалась молекула ДНК с более высокой плотностью, чем обычная ДНК. 2
2. Затем бактерии перенесли в среду, содержащую более лёгкий изотоп азота, N-14. 2 Это позволило бактериям начать репликацию своей ДНК с использованием более лёгкого изотопа азота. 2
3. После одного цикла репликации ДНК была извлечена из бактерий и подвергнута центрифугированию в градиенте плотности. 2 Этот метод разделяет молекулы в зависимости от их плотности путём воздействия на них центробежной силы. 2
4. Мезельсон и Сталь заметили, что ДНК образует в пробирке единую полосу, что указывает на то, что все молекулы ДНК имеют одинаковую плотность. 2 Этот результат был неожиданным, поскольку если репликация ДНК была консервативной, то все молекулы ДНК должны были содержать либо тяжёлый изотоп, либо лёгкий изотоп, что приводило к двум отчётливым полосам в градиенте CsCl. 2
5. Полученный результат подтвердил, что ДНК копировалась полуконсервативно: каждая нить исходной молекулы ДНК служит матрицей для синтеза новой комплементарной цепи, в результате чего образуются две молекулы ДНК, каждая с одной исходной и одной вновь синтезированной нитью. 2