Meselson y Sathl

Meselson y Sathl

Aunque el mecanismo de la replicación semiconservativa sugerida por Watson y Crick era  un modelo sencillo y convincente, se necesitaba de una prueba experimental para establecer de hecho, que el ADN se replica de esa manera. Con la replicación conservativa ambas cadenas de ADN progenitoras podrían permanecer juntas, y las dos cadenas recién sintetizadas podrían formar una segunda doble hélice. Como tercera hipótesis, las cadenas progenitoras y las recién sintetizadas podrían llegar a mezclarse al azar durante el proceso de replicación, esto es, la replicación dispersiva. Para discriminar entre la replicación semiconservativa y los otros modelos, los investigadores tuvieron que distinguir entre las cadenas progenitoras  y nuevas del ADN sintetizado.

Normalmente en el campo de la biología molecular, se suelen utilizar isotopos o elementos fluorescentes para determinar la posición exacta de la molécula a estudiar, está no es una excepción. Meselson y Sathl utilizaron un isótopo pesado del nitrógeno, 15N, para marcar las bases de las cadenas de ADN, haciéndolas más densas. Usando la centrifugación con gradiente de densidad, los científicos pueden separar moléculas grandes, tales como el ADN sobre la base de la diferencia en sus densidades. Durante la centrifugación, las moléculas del ADN migran a la región del gradiente idéntico a su propia densidad. En 1958, Matt hew Meselson y Franklin Stahl del Instituto de Tecnología de California cultivaron la bacteria Escherichia coli en un medio que contenía 15N en forma de cloruro de amonio (NH4Cl). Las células usaron el 15N para sintetizar bases, que entonces se incorporaron en el ADN. Las moléculas de ADN resultantes, que contenían nitrógeno pesado, fueron extraídas de algunas de las células. Cuando los investigadores las sometieron a la centrifugación con gradientes de densidad, se acumularon en la región del gradiente de alta densidad, esta región de alta densidad está formada por la región del tubo de ensayo en la que la que la concentración de cloruro de cesio (es el medio utilizado en este experimento, se pueden utilizar otros como agarosa). El equipo transfirió el resto de la bacteria (que también contenía ADN marcado con 15N) a un medio de cultivo diferente, en la que el NH4Cl contiene natural y abundantemente el isótopo 14N más ligero y después dejaron que se sometiera a divisiones celulares adicionales. Como era de esperar, la doble cadena del ADN de las células aisladas después de una generación tenía una densidad intermedia, indicando que parte del DNA progenitor permanecía en las hijas. Este descubrimiento apoyó el modelo de replicación semiconservativa, que predijo que cada doble hélice podría contener una cadena previamente sintetizada (pesada en este caso) y una cadena recién sintetizada (ligera en este caso). También fue consistente con el modelo de dispersión, que también produciría una clase de moléculas, todas ellas con densidad intermedia. Sin embargo, este experimento descartó totalmente al modelo conservativo, ya que según este la cadena hija debería tener un gradiente de densidad menor  a los progenitores y bajo ninguna circunstancia podrían juntarse.

Después de otro ciclo de división celular en el medio con el isótopo 14N más ligero, aparecieron dos tipos de ADN en el gradiente de densidad. Uno consistió en ADN con una densidad intermedia entre el ADN marcado con 15N y el ADN marcado con 14N, mientras que el otro contenía sólo ADN con una densidad del ADN marcado 14N. Este descubrimiento refutó el modelo de dispersión, que predijo que todas las cadenas tendrían una densidad intermedia.

Este experimento disipa toda duda existente sobre la replicación y explica la perpetuación de las mutaciones.

Bibliografía

-Biología, Solom et al., CENAGENOW, novena edición, pág 271, 272