Conoce el proceso molecular mediante el cual la célula es capaz de generar una copia idéntica de su información genética y traspasarla a células hijas.
Las células a lo largo de su existencia realizan una diversidad de procesos para las cuáles se han especializado producto de su diferenciación a nivel embrionario. Estos procesos tienen lugar en el ciclo celular, el cual posee 4 fases: G1, S, G2 y M.
Es en la fase S donde se produce la síntesis de ADN, es decir, donde el ADN de una célula “madre” se replica en 2 copias idénticas a su molde originario, para posteriormente ser distribuido en partes iguales a las 2 células “hijas”, en la fase M. Los procesos moleculares mediante los cuáles ocurre esta replicación han sido recientemente dilucidados y los primeros pasos fueron dados por los científicos estadounidenses Matthew Meselson y Franklin W. Stahl, quienes a través de un experimento innovador en 1957 descubrieron que la copia del ADN seguía un patrón semiconservativo, es decir, se mantenía una hebra de ADN procedente de la madre y se formaba una nueva hebra completamente nueva a partir de precursores moleculares. Hasta ese momento, antes del experimento, se barajaban las siguientes posibilidades:
El experimento de Meselson y Stahl consistió a grandes rasgos en hacer crecer en un medio de cultivo enriquecido con isótopos de nitrógeno radioactivo (14N y 15N) cepas de Escherichia coli, el que permite hacer seguimientos moleculares. Estas bacterias al duplicarse ingresarían el nitrógeno radiactivo a la estructura de su ADN (molécula que posee nitrógeno). El seguimiento de este indicador molecular determinó que la replicación seguía el modelo semiconservativo ya que las moléculas de ADN resultantes poseían una hebra con solo 14N y otra solo con 15N.
Cuando el ADN se replica, la doble hebra que forma 1 molécula de ADN se abre en un punto denominado origen de replicación, formando una horquilla o loop (en procariontes hay uno solo por cromosoma, mientras que en eucariontes hay varios por cromosoma) y una serie de enzimas se encargan de iniciar la replicación en ambas hebras. Se dice que la replicación es bidireccional, ya que ocurre en sentido 5’ -> 3’ en ambas hebras (recuerda que las hebras son antiparalelas, es decir, crecen molecularmente en sentidos contrarios).
El proceso de replicación del ADN paso a paso es el siguiente:
A pesar de la velocidad del proceso de replicación, este es muy eficiente, es decir, posee una tasa de error muy baja, y cuando ocurren, estos son corregidos. La corrección es realizada por la ADN-pol δ , la que identifica la base mal apareada y la reemplaza por la que corresponde. Luego la ligasa llena el espacio dejado en el esqueleto azúcar-fosfato.