Resumen de los tres métodos postulados de síntesis de ADN.

El experimento de Meselson-Stahl fue un experimento realizado en 1957 por Matthew Meselson y Franklin Stahl en el que se demostró que la replicación de ADN era semiconservadora. Una replicación semiconservadora es aquella en que la cadena de dos filamentos en hélice del ADN se replica de forma tal que cada una de las dos cadenas de ADN formadas consisten en un filamento proveniente de la hélice original y un filamento nuevo sintetizado.

El experimento permitió confirmar las teorías de James Watson y de Francis Crick sobre el método de replicación del ADN.

Bases del experimento

Para investigar la forma de replicación del ADN, Meselsohn y Stahl idearon una forma muy ingeniosa que se basa en dos premisas fundamentales, por una parte está el hecho que el nitrógeno es uno de los principales elementos del ADN, y por la otra el nitrógeno posee dos isótopos que pueden ser distinguidos mediante técnicas de laboratorio.

Aunque el ¹⁴N es el isótopo más abundante del nitrógeno, el ADN es también viable con el isótopo ¹⁵N el cual es más pesado. El isótopo ¹⁵N no es radioactivo, solo es más pesado que el nitrógeno común.

De esta forma Meselsohn y Stahl mediante un inteligente planteo del experimento, en el que utilizaron una bacteria para observar como replicaba su ADN, pudieron obtener información que les permitió identificar la metodología de replicación del ADN a partir de descartar ciertas teorías alternativas.

Desarrollo del experimento

Se realizó un cultivo de E. coli durante varias generaciones en un medio con ¹⁵N. Al extraer ADN de estas células y centrifugarlo en un gradiente de solución salina, el ADN se separó en aquel punto en el cual su densidad igualaba la de la solución salina. El ADN de las células obtenidas tenía una mayor densidad. Posteriormente, las células de E. coli que solo contenían ¹⁵N en su ADN fueron colocadas nuevamente en un medio con ¹⁴N y se les permitió que se replicaran solo una vez. Se extrajo el ADN de una célula y se lo comparó con el ADN del preparado con ¹⁴N y con el ADN del preparado con ¹⁵N. Se descubrió que el valor de su densidad era prácticamente el promedio entre las densidades de los dos ADN contra la que se los había comparado. Dado que una replicación conservadora hubiera resultado en iguales cantidades de ADN de mayor y menor densidad (pero sin producir ADN de una densidad intermedia), se descartó que la replicación fuera del tipo conservadora. Sin embargo, este resultado era consistente tanto con una replicación semiconservadora como con una de tipo dispersiva. Una replicación semiconservadora hubiera dado por resultado una doble hélice de ADN donde un filamento es de ADN con ¹⁵N, mientras que el otro filamento sería de ADN con ¹⁴N, mientras que una replicación dispersiva hubiera dado por resultado una doble hélice de ADN con ambos filamentos conteniendo mezclas de ADN con ¹⁵N y ¹⁴N, en ambos casos la densidad del ADN hubiera tenido un valor promedio entre las densidades de los ADN de los ADN de ¹⁵N y ¹⁴N.

Se extrajo ADN de células que habian crecido por varias generaciones en un medio con ¹⁵N, y a las que se les había permitido realizaran dos replicaciones en un medio con ¹⁴N. Al analizar estas células se encontró que los niveles de ADN consistían en iguales cantidades de ADN con dos densidades distintas, una correspondiente a la densidad promedio de células de ADN que habían crecido con una sola replicación en un medio con ¹⁴N, mientras que el otro grupo correspondía a las células que habían crecido exclusivamente en el medio con ¹⁴N. Este resultado era claramente inconsistente con una replicación dispersiva, la que hubiera dado como producto un conjunto de células con una única densidad, e inferior a la densidad promedio de las células de una sola generación, pero mayor que la de las células que habían crecido unicamente en un medio con ¹⁴N, ya que el ADN original con ¹⁵N se hubiera repartido en forma uniforme entre todos los filamentos de ADN. Este resultado era consistente con una replicación semiconservadora, en cuanto a que la mitad de las células de segunda generación tienen un filamento del ADN original con ¹⁵N junto con un filamento de ADN con ¹⁴N, lo que da como resultado un ADN con una densidad intermedia, mientras que el ADN de la otra mitad de las células consiste en su totalidad de ADN con ¹⁴N --uno sintetizado en la primera división, y otro en la segunda división. Este descubrimiento fue sumamente importante en el desarrollo de la biología y es de gran ayuda en la investigación y tratamiento de enfermedades (por ejemplo cancer).

Bibliografía

• Meselson, M. and Stahl, F.W. (1958). «The Replication of DNA in Escherichia coli» PNAS. Vol. 44. pp. 671–82. DOI 10.1073/pnas.44.7.671. PMID 16590258.

Enlaces externos

• DNA From The Beginning Animación en donde se explica el experimento.

• El experimento Meselson-Stahl Otra animación.

Véase también

• Replicación de ADN