Las Copias para la Herencia: Duplicación del ADN

¿Cómo se copia el ADN? La clave está en la complementariedad de las bases nitrogenadas de las dos cadenas que lo forman. En 1958, M. Meselson (1930-) y F.W. Stahl (1929-) demostraron que a partir de una molécula de ADN se obtienen dos, cada una de las cuales porta una hebra del ADN original, en tanto que la otra hebra o cadena complementaria se va sintetizando siguiendo la complementariedad original (semiconservativa).

La replicación del ADN es llevada a cabo por un complejo enzimático en el que actúan numerosas enzimas, cada una de las cuales tiene una tarea concreta. Comienza en un punto en el que, con la participación de la enzima helicasa, las bases nitrogenadas son separadas y el ADN se desenrolla formándose la horquilla de replicación. La elongación de las nuevas hebras complementarias es catalizada por una ADN polimerasa. Esta enzima sólo puede leer la hebra molde en la dirección 3′ –>5′ por lo que la nueva cadena (en verde) sólo puede crecer en la dirección 5′–>3′ mediante la incorporación de los nuevos nucleótidos a su extremo 3′. Esta circunstancia tiene como consecuencia que, al avanzar el complejo enzimático en una dirección, sólo una de las cadenas puede ser leída en la dirección adecuada para la ADN polimerasa, 3′->5′ (la situada en la parte superior del gráfico), mientras que la otra, por ser antiparalela, tiene una orientación 5′->3′ en la dirección de avance del complejo enzimático y no puede ser leída directamente. Esto hace que la duplicación de esta hebra vaya retrasada con respecto a la otra (cadena adelantada) ya que su construcción se debe ir haciendo a cortos tramos (denominados segmentos de Okazaki) a medida que avanza el complejo enzimático. Estos segmentos se construyen gracias a que conforme se va abriendo la horquilla de replicación, la enzima primasa inserta un cebador sobre el que actúa la ADN polimerasa. Los tramos más antiguos son los que quedan más alejados de la punta de la horquilla de replicación y sirven de «tope» a los más recientes que al contactar con ellos son unidos por otra enzima del complejo de duplicación. Por supuesto, los nucleótidos que se incorporan a la nueva cadena son complementarios de la cadena original, según el principio C-G, T-A, de forma que la nueva hebra resultante es idéntica a la hebra complementaria original. Por tanto, las dos moléculas de ADN resultantes de la replicación son exactamente iguales que la molécula original: tienen la misma secuencia de bases nitrogenadas.

La afinidad sumamente específica entre entra las bases complementarias, que hace que sea enormemente difícil que sea una base inapropiada la que se empareje como complementaria en el proceso de replicación, hace del ADN, en efecto, una molécula química idónea para guardar la información genética.