¿Sabes que en 1953, Watson y Crick habían indicado lo siguiente?
"Imaginamos que antes de la duplicación, los puentes de hidrógeno se rompen y que las dos cadenas se desenrollan y se separan. Luego cada cadena actúa de molde para la síntesis sobre sí misma de una nueva cadena complementaria, de forma que tendremos dos pares de cadenas donde sólo había una antes. Más aún, la secuencia de los pares de bases habrá sido duplicada exactamente."
Es decir, Watson y Crick de alguna manera intuían que la replicación habría de ser semiconservativa, pero no se pudo confirmar hasta 1958, por Meselson y Stahl, y posteriormente por J. Cairns, en 1963.
En 1963 también demostró que la hipótesis correcta era la semiconservativa. Para ello mantenía un cultivo de E. coli creciendo durante dos generaciones sucesivas en un medio con timidina tritiada, es decir, timidina con un isótopo radiactivo (tritio, H3), de forma que las bacterias incorporaban ese nucleótido marcado al sintetizar ADN nuevo. Posteriormente realizaba una autorradiografía, la revelaba y observaba los resultados al microscopio. En la autorradiografía de la primera generación aparecía una imagen de puntos formando un círculo. En la autorradiografía correspondientes a la segunda generación de replicación se observaba imágenes de puntos que mostraban una región del interior con doble cantidad de puntos.
Pregunta de Elección Múltiple
¿Sabes cómo se llaman las enzimas encargadas de sintetizar ADN a partir de una cadena molde?
Transcriptasas.
Polimerasas.
Maltasas.
No, estas son enzimas que se encargan de realizar la transcripción.
Correcto. La capacidad de estas enzimas para copiar con exactitud un molde de ADN proporcionan una base bioquímica para el modo de replicación del ADN que fue inicialmente propuesto por Watson y Crick, por lo que su aislamiento representa un descubrimiento histórico de la biología molecular.
No, las maltasas son enzimas responsables de la hidrólisis de la maltosa.
¿Sabes quién fue el primero en identificar una polimerasa en el laboratorio?
Fueron Arthur Kornberg y su mujer Sylvy, en 1956, a partir de extractos de E. coli.
Exactamente. Sin embargo esta primera ADN polimerasa identificada —ahora llamada ADN polimerasa I— no es la principal enzima responsable de la replicación del ADN de E. coli. En cambio, ahora está claro que tanto las células procariotas y eucariotas contienen varias ADN polimerasas diferentes que juegan papeles distintos en la replicación y reparación del ADN.
Además el grupo de Kornberg trataba de entender el mecanismo intentando recrearlo en el laboratorio. Es decir, intentaban, y al final consiguieron, sintetizar ADN in vitro. Fueron los primeros en lograrlo. Si quieres conocer más acerca de Arthur Kornberg puedes leer este ameno artículo de Margarita Salas, aparecido en El País en el año 2007, pocos días después del fallecimiento de este gran investigador.
No, no es correcto. Watson y Crick eran científicos más bien teóricos que reunían y hacían un análisis de los resultados aportados por diferentes laboratorios. Su campo de estudio no eran las polimerasas.
No, no es la respuesta correcta. Este descubrimiento tuvo lugar en la década de los años 50, en el laboratorio del doctor Kornberg.
Pregunta de Selección Múltiple
Además de las ADN polimerasas, ¿se necesitan otras enzimas?, ¿otros factores son necesarios?. Señala de los siguientes cuáles intervienen en el proceso de replicación del ADN.
Las helicasas desenrollan la hélice del ADN rompiendo los puentes de hidrógeno entre las bases.
Las ARN polimerasas, también llamadas primasas, se encargan de sintetizar el ARN cebador o primer, ya que las ADN polimerasas no pueden comenzar a sintetizar ADN sin este cebador.
Las topoisomerasas eliminan las tensiones producidas por las helicasas, ya que al desenrollarse ambas hebras, tienden a retorcerse.
Las proteínas SSB tienen como misión estabilizar el ADN recién desenrollado, impidiendo que se vuelva a enrollar.
Las ligasas rellenan los huecos originados por la eliminación de los cebadores, insertando nucleótidos complementarios de ADN.
Por supuesto, las ADN polimerasas se encargan de la formación de enlaces fosfodiester entre nucleótidos añadiendo uno complementario al de la cadena molde.
Caso de estudio
En la siguiente animación de Lourdes Luengo puedes ver un esquema muy básico sobre el objetivo de la replicación:
¿En qué sentido observas que se fabrica cada una de las hebras nuevas de ADN? ¿Cómo se hace, primero se sintetiza una hebra y luego la otra?, o por el contrario, ¿se sintetizan ambas a la vez?
El sentido de síntesis de la ADN polimerasa es siempre 5'-3', es decir, comienza a incorporar nucleótidos a la cadena molde por el extremo 5' de la nueva cadena, mientras que la ADN polimerasa lee la cadena molde en sentido 3'-5'. La ADN polimerasa nunca puede fabricar ADN en sentido 3'-5'.
Las dos hebras se sintetizan a la vez a partir de un punto concreto del genoma, llamado origen de replicación. A partir de ese punto se forman en el ADN unas estructuras denominadas burbujas de replicación. Se dice que la replicación es bidireccional porque avanza hacia los dos sentidos, desenrollándose el ADN también en los dos sentidos. Se forman dos horquillas de replicación —estructuras en forma de Y en ambos lados de la burbuja de replicación—, constituida cada una de ellas por dos cadenas abiertas del ADN molde y por las cadenas nuevas recién sintetizadas.
Pre-conocimiento
¿Sabías que la ADN polimerasa también puede llevar a cabo procesos de corrección de errores en el ADN? En efecto, puede reparar el ADN en zonas donde un nucleótido ha sido incorporado erróneamente o bien ADN que ha sido dañado por agentes físicos.
Pre-conocimiento
Objetivos
Pregunta de Elección Múltiple
Caso de estudio
