Capítulo 4: Replicación

Introducción

Una de las características más notables del ADN 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 ADN.

El objetivo de la replicación es el de conservar la información genética. La representación estructural del ADN 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, añadir desoxirribonucleótidos y, según la complementariedad de bases, construir ADN a partir de las dos hebras molde iniciales.

Características generales

La síntesis de las cadenas de ADN durante la replicación se lleva a cabo en dirección 5’ → 3’ tanto en eucariotes como en procariotes. 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 y formar así la hebra creciente de ADN; por esta razón, la cadena de ADN 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 ADN cuenta con tres características que la definen y permiten entender el proceso: semiconservadora, bidireccional y antiparalela.

Semiconservadora

Se refiere a que en cada replicación una molécula de ADN recién sintetizada conserva una de las cadenas originales y la otra es sintetizada de novo.

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

• 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 fragmentos de la nueva.

El experimento definitivo para dilucidar cuál de estas tres hipótesis era la correcta lo realizaron Meselson y Stahl en 1957, y confirmó la hipótesis semiconservadora. Este experimento se basaba en dos premisas fundamentales: por una parte, el nitrógeno es uno de los principales elementos del ADN, ya que forma parte de las bases nitrogenadas, y por la otra, existen dos isótopos de este átomo, ¹⁴N y ¹⁵N, que pueden ...