Genética Molecular: El ADN como Molécula de la Información

La molécula que contiene la información genética debe ser estable, pero poseer cierta capacidad de cambio para asegurar la evolución y la supervivencia ante modificaciones ambientales. Además, debe ser capaz de replicarse para transmitir la información a la descendencia. Históricamente, se debatía si esta molécula eran los ácidos nucleicos o las proteínas.

Hitos en el descubrimiento del material genético

• 1928, Griffith: Mediante experimentos con bacterias de la neumonía, descubrió el «factor transformante» capaz de convertir cepas no virulentas en virulentas.
• 1944, Avery, McCarty y MacLeod: Identificaron que dicho factor transformante es el ADN.
• 1952, Hershey y Chase: Demostraron definitivamente que la información genética reside en el ADN y no en las proteínas, utilizando bacteriófagos marcados con isótopos radiactivos (S y P).
• 1948, Beadle y Tatum: Establecieron la relación entre ADN y proteínas, postulando que un gen codifica para un enzima.

El Dogma Central de la Biología Molecular

Propuesto por Crick en 1970, establece el flujo de información: ADN → ARN (transcripción) → Proteínas (traducción). La replicación permite la copia del ADN. Posteriormente, se añadió la retrotranscripción (transcripción inversa) descubierta en virus.

Replicación del ADN: El modelo semiconservativo

Meselson y Stahl (1958) demostraron que la replicación es semiconservativa. Utilizando isótopos de nitrógeno (¹⁵N y ¹⁴N), confirmaron que cada nueva doble hélice conserva una cadena original y sintetiza una nueva.

Mecanismos de Replicación

La replicación es el proceso de copia exacta del ADN. Aunque existen diferencias entre procariotas y eucariotas, los principios básicos son compartidos.

Proceso en Células Procariotas

El ADN circular comienza su copia en un punto único llamado Ori C, formando una burbuja de replicación bidireccional. Las enzimas clave incluyen:

• Helicasa: Separa las hebras de ADN.
• Topoisomerasas (Girasa): Evitan el superenrollamiento.
• Proteínas SSB: Estabilizan las hebras abiertas.
• ADN-polimerasa III: Añade nucleótidos en sentido 5’-3’.
• ARN-polimerasa (Primasa): Sintetiza el primer o cebador.
• ADN-polimerasa I: Sustituye el ARN del cebador por ADN.
• Ligasa: Une los fragmentos de Okazaki en la hebra retardada.

Hebra conductora vs. Hebra retardada

Debido a que la ADN-polimerasa solo sintetiza en sentido 5’-3’, la hebra conductora se copia de forma continua, mientras que la hebra retardada se sintetiza en fragmentos discontinuos llamados fragmentos de Okazaki.

Particularidades en Eucariotas

• Presencia de múltiples replicones.
• Mayor variedad de ADN polimerasas (α, β, γ, δ, ε).
• Necesidad de replicar histonas.
• Telómeros: Secuencias repetidas en los extremos de los cromosomas lineales que evitan la pérdida de información genética durante las divisiones celulares.

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