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Introducción

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Una de las características más notables del ácido desoxirribonucleico (DNA, deoxyribonucleic acid) es su capacidad de replicarse; dicho de otra manera, tiene la capacidad de formar copias de sí mismo. La replicación se lleva a cabo en la fase de síntesis (S) del ciclo celular. Esta etapa es un paso obligado para realizar la división celular. Por ello, se determina que la información genética se transfiere de una célula a otra mediante el proceso de replicación del DNA.

El objetivo de la replicación es la conservación de la información genética. La representación estructural del DNA en doble hélice permite comprender cómo dicha molécula puede dar lugar a otras idénticas, sin perder su conformación. En principio, las dos hebras deberán separarse y después, mediante la acción de una enzima, se añaden desoxirribonucleótidos y, según la complementariedad de bases, se generan dos moléculas nuevas de DNA a partir de las dos hebras molde iniciales.

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Replicación

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Características generales

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La síntesis de las cadenas de DNA durante la replicación se lleva a cabo en dirección 5′ → 3′ tanto en eucariotas como en procariotas. Solamente el carbono de la posición 3′ de la pentosa posee un radical hidroxilo (OH) libre, con el que puede formar un nuevo enlace fosfodiéster con otro desoxirribonucleótido (dNTP) y constituir así la hebra creciente de DNA; por esta razón, la cadena de DNA sólo puede crecer en dirección 3′. A este proceso se le llama polimerización, que consiste en la unión de un dNTP (desoxirribonucleótido) complementario a la hebra molde según la ley de Chargaff (véase el capítulo 1). La replicación del DNA cuenta con tres características que la definen y permiten entender el proceso: semiconservadora, bidireccional y se lleva a cabo de manera continua y discontinua.

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Semiconservadora
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Cada replicación de una molécula de DNA recién sintetizada conserva una de las cadenas originales; la otra se sintetiza de novo.

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Antes existían tres teorías que trataban de explicar el proceso de la replicación; se decía que podía ser: semiconservadora, conservadora y dispersora o dispersante.

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  • 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, por lo que tras la duplicación quedan, por un lado, las dos hebras antiguas juntas y, por otro, las dos hebras nuevas.

  • Dispersora o dispersante. Las cadenas hijas constan de fragmentos de la cadena antigua y de la nueva.

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El experimento definitivo para dilucidar cuál de estas tres hipótesis era la correcta lo realizaron Meselson y Stahl en 1957; confirmaron la hipótesis sobre la replicación semiconservadora. Este experimento se basaba en dos premisas fundamentales: por una parte, el nitrógeno es uno de los principales elementos del DNA, ya que forma parte de las bases nitrogenadas, y por la otra, ...

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