El ADN es el largo texto de instrucciones que lleva cada célula, y antes de dividirse tiene que copiarlo entero. Lo hace separando a lo largo sus dos filas y buscando pareja nueva a cada pieza, como una fila de parejas de baile que se suelta de las manos. Al final hay dos filas iguales, y en cada pareja baila un veterano con un recién llegado.
La replicación del ADN es la copia que hace la célula de todo su ADN antes de dividirse: separa sus dos filas y usa cada una de guía para montar la que le falta. Cada copia queda mitad vieja y mitad nueva, y casi nunca se equivoca de letra.
Esquema · proceso
Antes de dividirse, una célula necesita dos copias de su ADN, una para cada célula hija. Esa copia se llama replicación, y sin ella una de las dos células hijas se quedaría sin instrucciones.
Dos largas filas de bailarines están frente a frente, cogidas de las manos por parejas. Las camisas son de cuatro colores y la norma es fija: roja con azul, verde con amarilla. El ADN tiene esa forma. Cada fila se llama hebra, una cadena de letras. Cada bailarín es una pieza diminuta, un nucleótido, marcada con una letra: la A siempre va frente a la T, y la C frente a la G.
La copia la empieza una enzima, la helicasa. Es una molécula que la célula usa para ese trabajo. Recorre el pasillo central y va soltando las manos de cada pareja. Cada bailarín se queda con una mano libre, y por la pista esperan muchos otros sin pareja. Esa mano solo admite el color que le toca, así que cada fila vieja dicta la fila nueva que se forma enfrente. Si una hebra dice A T C G, la que nace frente a ella dice T A G C.
Al terminar hay dos filas dobles donde antes había una. Cada una tiene un lado de veteranos y otro de recién llegados, sin que ninguna sea la original intacta. Por eso esta copia se llama semiconservativa: conserva la mitad de lo viejo y estrena la otra mitad.
Los recién llegados no se colocan solos. Los pone uno a uno otra enzima, la ADN polimerasa, que es la que monta la fila nueva. Añade cada uno junto al último de la fila nueva, siempre mirando a la fila vieja, y sin fila vieja delante no trabaja. Tampoco sabe empezar una fila desde cero. Antes, otra enzima deja un trocito corto de arranque, el cebador, y desde ahí sigue la polimerasa.
Las dos hebras del ADN van en sentidos opuestos, y la polimerasa solo avanza en uno. Por eso una hebra nueva se monta de corrido y la otra a trozos, cada uno con su cebador. Esos trozos son los fragmentos de Okazaki, y otra enzima, la ligasa, los une al final.
Tras colocar a cada recién llegado, la polimerasa comprueba que la pareja tiene la forma correcta. Si algo no encaja, frena y lo saca de la fila. Su fallo más habitual es poner una letra por otra. Lo que se le escapa lo repasa después otro equipo de revisión. Con los dos controles juntos se estima un error por cada cien millones a diez mil millones de letras copiadas. Es muy poco por letra, pero el ADN de una célula humana es tan largo que cada copia entera puede dejar alguna letra cambiada.
Esquema · bifurcación
El experimento de Meselson y Stahl. Estos dos investigadores comprobaron cuánto de viejo quedaba en cada copia. Para distinguirlo, criaron bacterias con una variedad de nitrógeno más pesada, que acabó formando parte de su ADN. Luego las pasaron a nitrógeno normal y las dejaron copiarlo una vez. Al final midieron lo denso que era el ADN, haciéndolo girar muy deprisa en una centrifugadora. El de las bacterias hijas salió con una densidad intermedia, ni tan pesado como el de partida ni tan ligero como uno hecho solo con nitrógeno normal. Ese resultado encajaba con que cada ADN hijo llevara una hebra pesada, la vieja, y otra ligera, la nueva.
La levadura. Es una célula con núcleo, y tiene más ADN que una bacteria típica, cuyo anillo se copia desde un único punto. En la levadura la copia arranca en muchos puntos a lo largo de cada fila, como si se abrieran varios pasillos al mismo tiempo. Así cada grupo recorre menos trecho, y unos puntos sirven de respaldo a otros. Además, varias polimerasas avanzan en equipo, y una de ellas va unida a la helicasa. Una célula humana, con un ADN muy grande, activa unos 30 000 puntos de arranque, y su copia entera dura unas 10 horas.
Comparación
| Aspecto | Bacteria | Levadura |
|---|---|---|
| Célula | Su ADN forma un anillo | Tiene núcleo y más ADN que una bacteria |
| Puntos de arranque | Un único punto | Muchos, a lo largo de cada fila |
| Ventaja | Le basta un punto porque su ADN es corto | Cada grupo recorre menos trecho y unos puntos respaldan a otros |
Creer que de la copia salen un ADN viejo y otro nuevo. Ninguno de los dos es del todo viejo ni del todo nuevo. Los dos llevan una hebra de cada edad, y los dos dicen lo mismo.
Pensar que la célula fabrica la hebra nueva de memoria. La única instrucción es la hebra vieja que la polimerasa tiene delante, letra a letra.
Suponer que la copia sale siempre perfecta. Falla muy poco, pero no es perfecta. La polimerasa revisa sobre la marcha y otro equipo repasa después, y aun así puede escapar alguna letra cambiada.
Otros términos de esta página, explicados en la lección que los enseña.
Molécula larga que conserva las instrucciones de la célula. ¿Qué son el ADN, el ARN y las proteínas?
Unidad más pequeña de vida, de la que está compuesto cualquier ser vivo; toda célula procede de otra. ¿Qué es una célula y qué partes tiene?
Proteína, casi siempre, que hace que una reacción química vaya mucho más deprisa. ¿Por qué las enzimas aceleran las reacciones químicas?
Es un ser vivo hecho de una única célula, casi siempre demasiado pequeño para verlo sin ayuda. ¿Por qué las bacterias son seres tan importantes?
Compartimento que dirige la célula y aloja su ADN. ¿Qué es una célula y qué partes tiene?
Una hebra dice G A T T C. ¿Qué dirá la hebra que se forme enfrente?
C T A A G, porque la A se empareja con la T y la C con la G.
Si se pudiera mirar un ADN recién copiado, ¿por qué no se podría señalar cuál de los dos es «el original»?
Porque cada uno lleva una hebra antigua y una reciente. El original quedó repartido entre los dos.
¿Qué pasaría si la polimerasa no encontrara ningún cebador en una hebra abierta?
No podría empezar la hebra nueva, porque no sabe arrancar una fila desde cero.
¿Con qué encajaba la densidad intermedia del ADN de las bacterias hijas?
Con que cada ADN hijo llevara una hebra pesada y otra ligera, es decir, mitad vieja y mitad nueva.
¿Qué ventaja saca una célula con mucho ADN de tener muchos puntos de arranque en lugar de uno?
Cada grupo tiene menos recorrido por delante, y si surge un problema en un tramo, otros puntos sirven de respaldo.
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