Fundamentos Moleculares de la Herencia: De Griffith a la Replicación del ADN

Hitos en el Descubrimiento del Material Genético

• Griffith: Demostró que las moléculas de la herencia podían pasar de una célula a otra y modificar el fenotipo.
• Hershey y Chase: Los bacteriófagos son virus que atacan a las bacterias. Los fagos de la serie T-par atacan a la enterobacteria Escherichia coli.

Estructura y Ciclo de los Bacteriófagos

Los bacteriófagos constan de una cabeza proteica que contiene ADN, una cola y una serie de filamentos. Cuando estos virus encuentran una bacteria susceptible, se fijan a un receptor específico de la superficie celular y le inyectan su ADN.

En el interior de la bacteria, este ADN crea cientos de copias de sí mismo y de las proteínas que la componen, aprovechando la maquinaria biosintética de la célula. Una vez completada la síntesis, las moléculas de ADN y de proteína se ensamblan para formar nuevas copias del virus. Al terminar el proceso, la bacteria se destruye (lisis) y los nuevos virus son liberados al medio, donde pueden iniciar nuevos ciclos de infección.

El Desciframiento de la Estructura del ADN

• 1949-1953 - Chargaff: A través de sus investigaciones, determina que la cantidad de bases nitrogenadas Adenina (A) es igual a la Timina (T) y que la Citosina (C) es igual a la Guanina (G).
• 1950 - Rosalind Franklin y Maurice Wilkins: Experimentando con ADN cristalizado, lo sometieron a rayos X y concluyeron que esta molécula tenía la forma de doble hélice. Además, determinaron con precisión la distancia entre las hebras que constituyen esta escalera (2 nm).
• 1953 - Watson y Crick: A través de su investigación, formulan un modelo de la molécula de ADN, coincidiendo con lo postulado por Franklin y Wilkins (el ADN es una escalera con forma de doble hélice).

Enlace fosfodiéster: Es el enlace químico que une una pentosa con otra.

Duplicación del ADN

Propuesta por Watson y Crick, la replicación presenta las siguientes características:

• Horquilla de replicación: Zona del ADN que se abre para replicar el material genético. Puede observarse en muchas zonas de la misma hebra.
• La duplicación es bidireccional, por lo que la horquilla de replicación se abre hacia ambos lados.
• Se denomina semiconservativa.

Mecanismo Enzimático

• El proceso se desarrolla gracias a la enzima helicasa.
• Se cortan los puentes de hidrógeno gracias a la acción de la enzima topoisomerasa.
• Las proteínas de unión a cadena simple (SSB) evitan que las hebras vuelvan a unirse.
• Se inicia la duplicación en ambas hebras: en una de forma continua y en la otra de forma discontinua.
• El sentido del crecimiento de la hebra complementaria es de 5' a 3', por lo tanto, es de 3' a 5' respecto a la hebra molde.
• La ADN polimerasa duplica los nucleótidos, posicionándose frente al 3' y viajando hacia el 5' en la hebra madre. Por lo tanto, la numeración es inversa en la hebra hija.