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INSTITUTO CRISTIANO LUIS GANDARILLAS Departamento de Biología Dios - Patria – Familia Profesora: Maurismer Arenas
GUIA Nro2 REPLICACIÓN DEL ADN
4 AÑO Medio…….
Nombre: Fecha: ……/……../ 2020
Una vez que se comprobó que el ADN era el material hereditario y se descifró su estructura, lo que
quedaba era determinar cómo esta molécula copiaba su información, es decir, su replicación. En
1953, James Watson y Francis Crick propusieron el modelo semiconservativo o bidireccional. Este
modelo supone que el ADN con su doble hélice separa sus dos cadenas y cada una sirve de modelo
para sintetizar una nueva cadena siguiendo las reglas de especificidad (guanina con citosina y adenina
con timina) de las bases nitrogenadas.
Años después, en 1957, Matthew Meselson y Franklin W. Stahl fueron quienes confirmaron
experimentalmente este modelo. Más tarde se postularon otros dos modelos de replicación que no
han tenido mucha aceptación hasta hoy, uno se llamó modelo conservativo y el otro modelo dispersivo.
Modelo Conservativo: cuando el ADN doble hélice se replica se producen dos dobles hélices, una
de ellas tienen las dos hebras viejas (está intacta, se conserva) y la otra doble hélice posee ambas
hebras de nueva síntesis.
Modelo Dispersivo: Cuando el ADN doble hélice se replica se originan dos dobles hélices, cada una
de ellas con hebras que poseen tramos viejos y tramos de nueva síntesis en diferentes proporciones.
Semiconservativa (correcta): En cada una de las moléculas hijas se conserva una de las cadenas
parentales.
Los siguientes esquemas representan los tres Modelos de Replicación:
Para comprobar ¿Cuál de las tres hipótesis era correcta?, Meselson y Stahl (1958) cultivaron bacterias
(E. coli) en un medio con nitrógeno pesado (N15) en vez de nitrógeno normal (N14). El experimento
de Meselson-Stahl permitió demostrar la hipótesis de que la replicación es semiconservativa. Para
ello se hicieron crecer células de E. coli en presencia de Nitrógeno-15, un isótopo del nitrógeno más
pesado de lo habitual. En consecuencia, el isótopo se adhirió a las cadenas de ADN, haciéndolas más
Objetivo de Evaluación
Comprender como ocurre la replicación celular y su importancia en los procesos biológicos
pesadas. Una vez conseguido el primer objetivo, las células fueron transferidas a un medio que
contenía Nitrógeno-14, es decir, un medio más ligero, y se les dejó replicarse. El ADN fue extraído
para hacer una centrifugación
En la primera generación se obtuvo una única banda de ADN con densidad intermedia. En la segunda
generación se obtuvieron dos bandas, una con densidad ligera y otra con densidad intermedia o
semihíbrida. En la tercera generación se obtuvieron dos bandas, una ligera (que ocupaba el 75%) y
otra intermedia (que ocupaba el 25% restante).
La banda intermedia o híbrida representa una molécula de ADN que contiene una cadena pesada
(parental) y otra ligera (recién sintetizada). Las cadenas ligeras representan una molécula de ADN en
la que las dos cadenas han sido sintetizadas (no estaban cuando las células se pusieron en presencia
de nitrógeno-15.
El hecho de que cada vez haya más cadenas ligeras y se mantenga el número de cadenas
intermedias demuestra que la replicación del ADN es semiconservativa. Si fuera conservativa,
aparecería siempre una banda pesada y el resto ligeras. Si fuera dispersiva sólo aparecerían bandas
híbridas de densidad intermedia en todas las generaciones.
La duplicación del ADN se produce según las siguientes normas:
1. Es semiconservativa
2. Es bidireccional
3. Presenta un punto de inicio, que es único en procariontes y varios en organismos eucariontes.
4. Es semidiscontinua.
5. Avanza por adición de mononucleótidos en el sentido 5’-------- 3’
6. La iniciación requiere un extremo hidroxilo libre proporcionado por un ARN cebador.
La replicación del ADN se lleva a cabo por una serie de proteínas que actúan coordinadamente
formando una compleja maquinaria celular.
Las enzimas más importantes son:
Existen tres formas distintas de ADN pol:
ADN pol III: responsable de la copia de la cadena hija.
ADN pol II: repara pequeñas roturas en una hebra de ADN. EXO, 3 5
ADN pol I: escinde el ARN cebador, es correctora de pruebas, rellena con nucleótidos de ADN el hueco resultante al eliminar el ARN CEBADOR.
Características de la replicación en bacterias: presentan un único punto de origen, replicón
como ya hemos visto la replicación en bacterias se ajusta al modelo semiconservativo. en las
bacterias existe un solo origen de replicación, denominado ori c y, a partir de este único punto de
origen, la replicación progresa en dos direcciones, de manera que existen dos puntos de
crecimiento (pc) u horquillas de replicación.
En eucariontes se producen muchos orígenes de replicación, múltiples replicones.
La principal diferencia de la replicación de virus y bacterias con la replicación de eucariontes radica
en que los eucariontes poseen muchos orígenes de replicación, probablemente debido a la enorme
cantidad de ADN que poseen y a que su material hereditario en la inmensa mayoría de los casos
está repartido en varias moléculas de ADN distintas o varios cromosomas. Por tanto, los eucariontes
tienen en cada cromosoma muchos orígenes de replicación, y como consecuencia, muchos
replicones (unidades de replicación).
Secuencia de hechos que transcurre en el proceso de replicación.
1. Se separan las cadenas de nucleótidos, gracias a la ruptura de los puentes de hidrógeno que
unen las bases nitrogenadas de ambas cadenas.
2. Al separarse las cadenas, se forma la horquilla de replicación, estructura en forma de “Y”, por la
que se desplazan las enzimas que catalizan la replicación del ADN.
3. El lugar donde se inicia la replicación se llama origen de la replicación. Es una secuencia específica de nucleótidos a la que se unen las enzimas que iniciarán el proceso. En el ADN de
4. eucariontes, existen muchos orígenes de replicación, mientras que en el de procariontes, hay solo uno.
5. Desde cada origen, la replicación avanza bidireccionalmente, observándose una burbuja de
replicación, que está formada por dos horquillas que avanzan en direcciones opuestas. En la
burbuja de replicación, las enzimas específicas van uniendo los nucleótidos complementarios a
las bases nitrogenadas libres de la cadena original. La elongación de la nueva cadena
complementaria siempre es en dirección 5’ ➝ 3’, ya que solo en el extremo 3’-OH se puede unir
un nuevo nucleótido.
6. Como las cadenas son antiparalelas, una vez formada la horquilla solo una de ellas tiene su
extremo 3’-OH libre y su cadena complementaria puede ser sintetizada sin interrupciones a
medida que se abre la horquilla; a esta se le llama hebra continua, adelantada o conductora. A
la cadena complementaria, de aquella hebra original que tiene 5’-P libre, se le conoce como
discontinua o retrasada porque se sintetiza produciendo fragmentos cortos (fragmentos de
Okazaki), que luego serán unidos por enzimas. Es por esto que la replicación es
semidiscontinua.
7. Cuando las enzimas encargadas de la replicación llegan cerca de los extremos de la cadena
molde, se encuentran con una secuencia de término, que indica el final del proceso.
8. Ahora, cada una de las moléculas de ADN resultantes contiene una de las cadenas del ADN de
origen y otra nueva, por eso se dice que la replicación es semiconservativa.
9. Cada molécula de ADN resultante se convertirá en una de las dos cromátidas que formarán un
cromosoma durante la mitosis.
El proceso de síntesis de ADN tiene que producir dos moléculas exactamente iguales, ya que
cualquier error que se cometa durante la replicación, si no se repara, se convertirá en una
mutación. Por tanto, Las ADN polimerasas deben ser bastante fieles copiando el ADN. Para ello
poseen una función correctora de pruebas que retira el último nucleótido que la polimerasa haya
introducido de forma incorrecta, dicha función, se denomina función exonucleasa 3' - 5' y la lleva
a cabo la subunidad e de la ADN Pol III.
ACTIVIDADES
1. En base a la hebra molde, debes REPLICAR la nueva hebra de ADN. Para éstos debes
considerar cuales son las bases nitrogenadas complementarias.
3 ́ T A C G C A C C T A G C G T T A A A C C A G A C A T T 5 ́
2. Completa la molécula de ADN que se encuentra en el recuadro, según se indica a continuación:
a. En la zona en donde se encuentran las bases nitrogenadas, asígnale una letra (A-G-C-T) a
cada forma. La misma forma debe conservar la misma letra asignada.
Ejemplo: completar con las bases nitrogenadas complementarias.
b. Traza líneas entre las bases, según la cantidad de puentes que se forman entre ellas (ej. Si
se forma 1 puente, debes trazar 1 línea entre ambas bases complementarias).
Ejemplo: trazar las líneas que correspondan según la complementariedad de las bases
c. TRANSCRIBE la hebra molde, para formar una molécula de ARNm.
3 ́ T A C G C A C C T A G C G T T A A A C C A G A C A T T 5 ́
d. ¿Cuántos codones tiene la hebra de ARNm formado? ________________
TRADUCE la molécula de ARNm formado. Para esto debes utilizar la tabla adjunta.
e. Cuántos aminoácidos tiene el péptido formado a partir del siguiente ARNm? __________
3 ́ U C C A A U A U G G A C C U C U G A G U G A G A C A U 5 ́
3. Describe cómo ocurre la síntesis de ADN en la cadena continua cuyo sentido corre de 5’----- 3’.
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4. Describe cómo ocurre la síntesis en la cadena discontinua cuyo sentido corre de 3’ ----5’.
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5. ¿A que denominamos fragmentos de OKAZAKI y donde se ubican?
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6. ¿Dónde actúan y que función tienen las enzimas ADN polimerasa I y la enzima ligasa?
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7. Explica ¿por qué NO actúa la enzima ADN polimerasa en el extremo 5 de la cadena discontinua?
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8. ¿Qué función cumple la enzima ADN polimerasa II?
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Video de referencia para reforzar contenido,
Replicación de ADN https://www.youtube.com/watch?v=uEwyWgSvLc0
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