Replicacion del ADN

REPLICACIÓN DEL ADN EN EUCARIOTES
ANTECEDENTES HISTÓRICOS
Como es bien conocido el ácido desoxirribonucleico, DNA o ADN es la molécula de la herencia. Las bases de purina y pirimidina del DNA son los portadores de la información genética, los grupos fosfato y azúcares tienen una misión estructural. Esto nos lleva al modelo de doble hélice que en 1953 Jason Watson y Francis Crick propusieron,en la cual el esqueleto de DNA, que es constante a lo largo de la molécula, está formado de desoxirribosas ligadas por puentes fosfodiéster. El hidroxilo 3’ del azúcar de un desoxirribonucleico está unido al hidroxilo 5’ del azúcar adyacente por un enlace fosfodiéster. La parte variable del DNA es la secuencia de bases. El DNA contiene cuatro tipos de bases. Las dos purinas son la adenina (A) y laguanina (G). Las dos pirimidinas son la timina (T) y la citocina (C).
Dentro de ello Watson y Crick también explicaron que una de las dos cadenas de cada molécula hija de DNA es sintetizada de nuevo, mientras que la otra deriva de la molécula de DNA parental. Esta distribución de átomos parentales es llamada semiconservadora. Una prueba critica de la hipótesis llevada a cabo por Mathew Meselson yFranklin Stahl llegaron a la conclusión de “el nitrógeno de una molécula de DNA es dividido en cantidades iguales de dos subunidades físicamente continuas; que, en el proceso de duplicación, cada molécula hija recibe una de estas cantidades; y que las subunidades se mantienen a lo largo de muchas duplicaciones”. Sus resultados concordaban perfectamente con el modelo de Watson y Crick para lareplicación de DNA.
¿Cómo se realizó este experimento?
El experimento de Meselson y Stahl realizado en 1958 permitió detallar el mecanismo real de cómo se efectúa dicha replicación.
Para ello se hicieron crecer células de Escherichia coli en presencia de nitrógeno-15, un isótopo del nitrógeno más pesado de lo habitual. En consecuencia, el isótopo se incorporó a las cadenas de ADN que se ibansintetizando, haciéndolas más pesadas.
Una vez conseguido el primer objetivo, las células fueron transferidas a un medio que contenía nitrógeno-14, es decir, un medio más ligero, donde continuaron su crecimiento (división celular, que requiere la replicación del ADN). Se purificó el ADN y se analizó mediante una centrifugación en gradiente de cloruro de cesio, en donde hay más densidad en el fondodel tubo que en la parte media del mismo.
En la primera generación (figura 2.b) se obtuvo una única banda de ADN con densidad intermedia. En la segunda generación (figura 2.c) se obtuvieron dos bandas, una con densidad ligera y otra con densidad intermedia o híbrida. En la tercera generación se obtuvieron dos bandas, una ligera (con una abundancia del 75 %) y otra intermedia (con el 25 % restante).La banda intermedia o híbrida representa una molécula de ADN que contiene una cadena pesada (original) y otra ligera (recién sintetizada). Las cadenas ligeras representan una molécula de ADN en la que las dos cadenas han sido sintetizadas (no existían aún cuando las células se pusieron en presencia de nitrógeno-15).
El hecho de que cada vez haya más moléculas ligeras y se mantenga el número demoléculas intermedias demuestra que la replicación del ADN es semiconservadora. Si fuera conservadora, aparecería siempre una banda pesada y el resto ligeras (figuras 1.a, 1.b, 1.c). Si fuera dispersarte sólo aparecerían bandas híbridas de densidad intermedia en todas las generaciones.
Nota: Hasta que finalmente se pudo demostrar que la replicación es semiconservadora, se consideraron tres posiblesmodelos para el mecanismo de la replicación:
Semiconservadora (modelo correcto). En cada una de las moléculas hijas se conserva una de las cadenas originales.
Conservadora. Se sintetiza una molécula totalmente nueva, copia de la original.
Dispersora, o dispersante. Las cadenas hijas constan de fragmentos de la cadena antigua y fragmentos de la nueva.
“La replicación del DNA es un proceso...