La Duplicación del ADN

 enviado por Yazmin Sandoval

La información genética de cualquier célula se encuentra, pues, en su ADN y no es más que la secuencia de las distintas bases nitrogenadas dispuestas a lo largo del esqueleto de dicha molécula.

Cuando una célula se divide y da como resultado dos células hijas, cada una de éstas recibe una molécula de ADN idéntica a la de la célula madre. En consecuencia, una molécula de ADN ha de duplicarse durante la división celular, generando una copia idéntica a ella, es decir, con la misma secuencia de bases.

Cuando Watson y Crick desvelaron que la estructura del ADN estaba formada por dos hélices complementarias (es decir, emparejadas), comprendieron enseguida que esta misma estructura sugería un modelo para su duplicación. Durante la duplicación, las dos hebras del ADN se separan gradualmente formando la horquilla de replicación; cada hebra hace de plantilla para la síntesis de una nueva cadena complementaria, ateniéndose a la regla de que una adenina siempre ha de emparejarse con una timina, y una citosina con una guanina.

La enzima responsable de la síntesis del ADN es la ADN polimerasa, que empareja cada base complementaria. La síntesis se produce siempre en la misma dirección, del extremo 5' al extremo 3' de la hebra plantilla; cuando la doble hélice se abre para que cada una de sus hebras pueda servir de plantilla, cada una de ellas posee una dirección opuesta a la de la otra; de este modo, la síntesis de las nuevas hélices hijas se produce simultáneamente sobre las dos hélices plantilla: cada una en dirección opuesta a la otra. Se forman así dos moléculas hijas idénticas, constituida cada una por una hélice antigua, usada como plantilla, y una hélice nueva sintetizada. Este tipo de duplicación se denomina semiconservativa porque la doble hélice hija conserva sólo una de las dos hebras de la molécula madre.

En la actualidad es posible observar, mediante el microscopio electrónico, las horquillas de replicación previstas por el modelo semiconservativo elaborado por Watson y Crick, es decir, los puntos en que la doble hélice se abre para que se produzca la síntesis; de hecho, se constata que la duplicación de la molécula de ADN se produce simultáneamente en las dos direcciones opuestas con dos horquillas de replicación.

En las células procariotas, con ADN circular, la duplicación del ADN se inicia en un único punto de origen y continúa en las dos direcciones hasta que las dos horquillas de replicación se encuentran. En las células procariotas, en las que la cantidad de ADN es superior, la duplicación se inicia en varios puntos dispersos en la molécula, cada uno de los cuales actúa como origen de una replicación que procede en ambas direcciones. De hecho, el proceso de síntesis del ADN, es decir, la velocidad a la que avanza la horquilla de replicación, es de unas 2.600 copias de bases por minuto; en una célula eucariota, si la duplicación de todo el ADN se hubiera de producir a partir de un único punto de origen como en las células procariotas, el tiempo necesario para ello resultaría excesivo. Los puntos de origen de la replicación del ADN en las células eucariotas son numerosísimos. Además de la ADN polimerasa, en el proceso de duplicación del ADN intervienen otras enzimas, como por ejemplo la helicasa, que "desenrolla" la parte de la doble hélice que ha de abrirse para que se inicie la replicación.

Cada organismo vivo viene definido por la información genética contenida en su ADN, es decir, por una secuencia particular de cuatro bases distintas. Para desempeñar este papel primordial, el ADN ha de poseer en consecuencia características especiales: la principal es que puede contener una gran cantidad de información en un volumen muy pequeño; piénsese que todas las informaciones necesarias para construir el cuerpo humano están contenidas en una molécula de unos dos metros de longitud; además, el ADN es una molécula muy estable en comparación con las proteínas o con otras biomoléculas celulares, ya que, de hecho, su desnaturalización, separándose en las dos hélices complementarias, sólo se produce en condiciones extremas, como las de temperaturas elevadas, que se sitúan en torno a los 90-100 ºC.