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¿Qué es la replicación del ADN?
La replicación del ADN es el proceso mediante el cual tus células crean copias exactas de su código genético. Para ello, sus células dependen de los nucleótidos que componen su ADN. Los nucleótidos están compuestos por un grupo fosfato, un azúcar de cinco carbonos y una de las cuatro bases nitrogenadas: adenina, timina, citosina y guanina, a menudo abreviadas como A, T, C y G. Estas bases tienen un patrón de unión específico, en el que la A se une a la T y la C a la G, para formar pares de nucleótidos. Los pares de nucleótidos unidos forman una estructura retorcida en forma de escalera llamada doble hélice, en la que cada peldaño de la escalera es un par de nucleótidos unidos.
Para replicar el ADN, los enlaces entre las bases nucleotídicas se rompen, de modo que la doble hélice se divide en dos. Con la ayuda de una enzima llamada ADN polimerasa, cada base se une a una nueva pareja -como antes, A con T y C con G- para formar una nueva cadena de ADN. Este patrón de unión específico da lugar a la creación de dos copias de la molécula de ADN a partir de la versión original.
En ocasiones, la ADN polimerasa empareja accidentalmente las bases equivocadas, como la unión de una A con una C en lugar de una T. Esto es un problema, ya que este tipo de errores puede dar lugar a una mutación, un cambio heredable en el ADN. Para evitarlo, la ADN polimerasa realiza una «lectura de prueba» y deja de replicarse si detecta un error. Una vez que otras enzimas corrigen el error, la ADN polimerasa puede reanudar y continuar hasta que se complete el proceso de replicación del ADN. Esta actividad de corrección es tan eficaz que, por término medio, sólo se produce una mutación por cada 100 millones de bases.
¿Por qué se replica el ADN?
La replicación del ADN desempeña un papel importante en el crecimiento y la renovación de las células. Los organismos en crecimiento están creando constantemente nuevas células a medida que se desarrollan en un cuerpo más grande. Y con el tiempo, algunas células pueden dañarse, envejecer o morir. Para que el cuerpo siga funcionando correctamente, es importante que estas células sean sustituidas rápidamente por otras nuevas. Las células logran esta renovación y crecimiento mediante el proceso de división celular, en el que una célula se divide por la mitad para formar dos nuevas células. Para que una célula se divida, primero debe hacer una copia de su propio ADN, que es el código genético que necesita para funcionar correctamente. Es muy importante que su ADN se replique con precisión, y que las nuevas células reciban una copia exacta de su secuencia genética.
¿Cómo se descubrió el proceso de replicación del ADN?
Durante muchos años, los científicos no estaban seguros de cómo una célula replicaba su ADN. Se propusieron tres teorías que competían entre sí. La primera teoría, conocida como el modelo conservador, postulaba que la doble hélice de ADN original permanecía completamente intacta, y la nueva copia no tomaba prestada ninguna molécula del original. El modelo semiconservador sugería que el ADN se desenrollaba durante la replicación, y que cada hebra servía de plantilla para la nueva síntesis. Por último, en el modelo dispersivo, se creía que la doble hélice original se rompía en muchos trozos pequeños, y que algunos de estos trozos acababan dentro de cada nueva hebra.
El debate fue finalmente resuelto en 1958 por dos científicos llamados Matthew y Franklin Stahl. En un experimento de biología ahora famoso, cultivaron bacterias dentro de una solución especial para etiquetar todo el ADN de las células con un marcador. A continuación, utilizaron un marcador diferente para etiquetar sólo el ADN recién sintetizado. Descubrieron que el ADN replicado siempre contenía una hebra de la molécula de ADN original y una hebra recién formada. Esto demostró que el modelo semiconservativo de la replicación del ADN era correcto.