TAREA
EXPERIMENTOS DE MESELSON Y STAHL
Meselson
y Stahl (1957) diseñaron un experimento para tratar de averiguar la forma en la
que se realiza la replicación del ADN en E. coli, es decir, la pregunta
que se plantearon fue: ¿Qué modelo de replicación del ADN sigue E. coli,
semiconservativo, conservativo o dispersivo?.
Para contestar a esta
pregunta, diseñaron un experimento en el que marcaban el ADN de la bacteria E.
coli con Nitrógeno pesado N15,
·
para ello hicieron crecer
las bacterias durante 14 generaciones sucesivas en un medio que contenía como
única fuente de Nitrógeno N15. Durante estas 14 generaciones el ADN
de las bacterias las bacterias se había sintetizado con bases nitrogenadas con
Nitrógeno pesado (N15).
·
Posteriormente, comprobaron
que podían distinguir el ADN del las bacterias que crecían en un medio normal
(con N14) del ADN de las bacterias que habían crecido durante 14
generaciones en N15.
·
Para ello extrajeron el ADN
de ambos tipos de bacterias y lo centrifugaron en un gradiente de densidad de
CsCl.
El resultado fue que la
densidad del ADN de las bacterias que habían crecido en presencia de N15
era mayor que el ADN de las bacterias que habían crecido con N14.
Una vez comprobado que eran
capaces de distinguir el ADN de ambos tipos de bacterias, continuaron el
experimento de la siguiente forma: Las bacterias que habían estado creciendo en
Nitrógeno pesado (N15) las pasaron a un medio de cultivo que
contenía N14 (Nitrógeno normal) y a distintos tiempos, media
generación, una generación, dos generaciones, tres generaciones de replicación,
tomaban una muestra del cultivo bacteriano, extraían el ADN y centrifugaban en
gradiente de densidad de CsCl.
Esquema Experimentos
Meselson y Stahl (1958)
Cuando extraían el ADN de
las bacterias que llevaban una generación creciendo en N14 y centrifugaban en
CsCl, obtenían una sola banda de densidad intermedia (N14-15) entre
la del ADN N14 y el ADN N15. Si extraían el ADN de las
bacterias que llevaban dos generaciones creciendo en N14 y
centrifugaban en gradiente de CsCl obtenían dos bandas, una correspondiente al
ADN N14 y otra de densidad intermedia (N14-15) entre la
del ADN N14 y el ADN N15. La absorbencia a 260 nm es
directamente proporcional a la cantidad de ADN que contiene una banda, de
manera que al medir la absorbencia de las dos bandas obtenidas en la segunda
generación, obtenían que ambas contenían igual cantidad de ADN (1:1). Al
extraer y centrifugar en CsCl el ADN de las bacterias que llevaban tres
generaciones creciendo en N14, obtenían dos bandas, una correspondiente al ADN
N14 y otra de densidad intermedia (N14-15) entre la del
ADN N14 y el ADN N15. La cantidad de ADN que contenía la
banda correspondiente al ADN N14 era tres veces mayor que la
encontrada en la banda de densidad intermedia (N14-15),
proporción (3:1).
Los resultados obtenidos
por Meselson y Stahl (1958) se ajustaban a un modelo de replicación
semiconservativo. Para asegurarse, aislaron la banda de ADN de densidad
intermedia (N14-15) obtenida a partir de las bacterias que llevaban
una generación en N14, desnaturalizaron el ADN de la banda mediante
calor para separar sus dos hélices y, manteniéndolas desnaturalizadas,
centrifugaron en CsCl. Si la replicación de E. coli se ajustaba al
modelo semiconservativo, una de las hélices debería estar construida con N15
(la vieja) y la otra hélice con N14 (la nueva) y, al centrifugar en
gradiente de densidad esperaríamos obtener dos bandas una más densa correspondiente
a la hélice construida con N15 y otra menos densa sintetizada
con N14. El resultado obtenido por Meselson y Stahl (1958) fue
precisamente el esperado para una replicación semiconservativa.
Si la replicación del ADN de E. coli se ajustará al modelo Conservativo al centrifugar el ADN de las bacterias después de un generación en medio con N14, hubieran obtenido dos bandas una de densidad correspondiente al N14 y otra de densidad correspondiente al N15. Nunca habrían observado, en este caso, una banda de ADN de densidad intermedia (N14-15).
En el experimento de
Meselson y Stahl para la replicación del DNA, si las células se hacen crecer,
durante muchas generaciones, primero en un medio que contiene 15N y
después en un medio que contiene 14N, ¿qué porcentaje del DNA tiene
una hebra ligera y una hebra pesada después de 2 generaciones de crecimiento en
el medio con 14N?
Experimento
de Meselson y Stahl
Meselson y Stahl en 1957
aportaron la evidencia experimental de que cada hebra de DNA sirve como molde
para la síntesis de una nueva, en un proceso llamado replicación
semiconservadora.
Métodos
experimentales
Los DNA de densidades pesada, ligera e intermedia se pueden separar por centrifugación.
BIBLIOGRAFÍA
http://www.biologia.arizona.edu/molecular_bio/problem_sets/nucleic_acids/06t.html
http://www.biologia.edu.ar/adn/adntema1.htm
http://genemol.org/biomolespa/Enzimas/replication.html
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