rePlicacion , reParacion y recombinacion del DNA

CAPITULO 25
REPLICACIÓN,
REPARACIÓN Y
RECOMBINACIÓN DEL DNA

En estos núcleos humanos, las manchas fluorescentes marcan la ubicación de la polimerasa del DNA, muchas copias se
requieren para replicar los enormes cromosomas rápida y eficientemente.
El informe original de Watson y Crick al describir la doble hélice de DNA concluye con la afirmación: “No escapa a nuestro
conocimiento que elapareamiento específico que hemos postulado sugiere inmediatamente un posible mecanismo de
copiado para el material genético”. Como ellos lo predijeron, cuando el DNA se replica, cada hebra de polinucleótidos actúa
como un molde para la formación de una hebra complementaria mediante las interacciones de los pares de bases. Por lo
tanto, las dos hebras de la molécula parental deben separarse demodo que una hebra complementaria hija pueda ser
sintetizada enzimáticamente sobre la superficie de cada hebra parental. Esto da como resultado dos moléculas de DNA de
doble hebra, y cada una de ellas es una hebra de polinucleótidos de la molécula parental y una hebra complementaria
recientemente sintetizada (fig. 3-11). Este tipo de replicación se denomina semiconservativa (en la replicaciónconservativa, el DNA parental debería permanecer intacto y ambas hebras de la doble hebra hija deberían ser sintetizadas
de novo).
La naturaleza semiconservativa de la replicación del DNA fue demostrada en forma brillante en 1958 por Matthew
Meselson y Franklin Stahl. La densidad del DNA aumentaba al marcarlo con 15N, un isótopo pesado del nitrógeno (14N es el
isótopo abundante en lanaturaleza). Esto se logro por el crecimiento de E. coli en un medio que contenía 15NH4Cl como
única fuente de nitrógeno. Las bacterias marcadas luego se transferían en forma abrupta a un medio que contenía 14N y se
monitorizaba la densidad de su DNA durante varias generaciones mediante ultracentrifugación.
Meselson y Stahl encontraron que después de una generación (la duplicación de la poblacióncelular), todo el DNA tenía una
densidad intermedia entre la del DNA totalmente marcado con 15N y el DNA sin marcar. Por lo tanto, este DNA debería
contener cantidades equivalentes de 14N y 15N como se esperaría luego de la primera generación de una replicación
semiconservativa (fig. 25-1). Por el contrario, la replicación conservativa del DNA preservaría la hebra parental

completamente marcadacon 15N y generaría una cantidad equivalente de DNA sin marcar. Luego de dos generaciones la
mitad de las moléculas de DNA estarán sin marcar y las restantes serán híbridos de 14N-15N. En las generaciones sucesivas, la
cantidad de DNA sin marcar aumenta en relación con la cantidad de DNA híbrido, aunque el hibrido nunca desaparece por
completo. Esto concuerda con la replicación semiconservativapero se contrapone con la replicación conservativa, en la que
el DNA hibrido nunca se forma.
Desde 1958 surgieron en forma gradual los detalles sobre la replicación del DNA, incluido el desenrollamiento de las hebras
parentales y el ensamble de las hebras complementarias a partir de nucleósido trifosfato. La replicación del DNA es mucho
más compleja que la química global de este proceso podríasugerir. En gran parte porque la replicación debe ser
extremadamente exacta para preservar la integridad del genoma de generación en generación. En este capítulo
estudiaremos los ensambles de proteínas que median la replicación del DNA en procariontes y eucariontes. También
analizaremos los mecanismos que aseguran la fidelidad durante la replicación y corrigen los errores de polimerización yotros tipos de daño al DNA.

Figura 25-1. El experimento de Meselson y Stahl. El DNA parental (marcado con 15N o “pesado”) se replica en forma
semiconservativa de manera que en la primera generación las moléculas de DNA contienen una hebra parental (azul) y una
hebra recientemente sintetizada (roja). En las generaciones sucesivas la proporción de hebras marcadas con 14N (“livianas”)
se...