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www.BioInteractive.org PublishedMay2014;RevisedJune2016;TraducidoporGAToledo,DeptodeCs.SFC,2017 Page1of4
INTRODUCCIÓN Enladécadade1950,JamesWatsonyFrancisCricksugirieronunmecanismoparalareplicacióndelDNAalcualdenominaron"ModelodereplicaciónSemiconservativo".Durantelareplicaciónsemiconservativa,cadaunadelasdoshebrasdeDNAactuaríacomounaplantillaparalasíntesisdeunahebranueva.LasdosnuevasmoléculasdeDNAconsistiríandeunahebradelamoléculaoriginalyunahebrareciénsintetizada.Enaquellostiempos,loscientíficosestabanconsiderandotresposiblesmodelosdereplicación.Estoseran:
TipodeReplicación ComposicióndeMoléculasdeDNAantesydespués
(a)ReplicaciónConservativa–lamoléculadeDNAoriginalpermaneceintactaysesintetizaunanuevamoléculadeDNAquenocontieneningunapartedelaoriginal.Esunamoléculacompletamentenueva.
(b)ReplicaciónSemiconservativa–cadaunadelasdosmoléculasdeDNAestácompuestaporunahebradelamoléculaoriginalyunahebrareciénsintetizada.
(c)ReplicaciónDispersiva–cadaunadelasdosmoléculasdeDNAestácompuestadeseccionesdelDNAoriginalydelDNAreciénsintetizadointercaladasaleatoriamentealolargodecadahebra.Nóteseque,aunqueenlasilustracionesparecieraquehayunpatrón,enlareplicacióndispersivalosnucleótidosoriginalesyreciénsintetizadossemezclaríanaleatoriamente.
En1958,MatthewMeselsonyFranklinStahlcondujeronsufamosoyeleganteexperimentodepulso-cazaparadeterminarcuáldeestostresmodeloseraelcorrecto.
LaclavedelexperimentodeMeselson-Stahlfueelusodelosisótoposnoradioactivosdelnitrógeno,14Ny15N,enlosmediosparaelcultivodebacteriasdeE.coli.AmedidaquesereproduceE.coli,sesintetizannuevasmoléculasdeDNAqueincorporanaestosisótopos.AquellasE.colicultivadasenpresenciade15NcrearonDNA"pesado".Despuésdemuchasgeneraciones,todoelDNAenlascélulasdeE.colierapesado.Lascélulascultivadasenpresenciade14NprodujeronDNA"liviano"y,despuésdemuchasgeneraciones,todoelDNAenlascélulasdeE.colieraliviano.LaventajadetenerDNAdediferentesdensidadesesquepuedensepararseporcentrifugación.Paraesteproceso,lascélulasdeEcoliprimerofueronabiertasparasacarsuDNA;despuésdeeso,elcontenidocelularconlosDNApesadoyliviano(llamadoel"extractocrudo")fuemezcladoconunasoluciónqueconteníalasalclorurodecesioy,luego,fuepuestoenuntubodecentrífugaconcuarzotransparentequepermitióquelasoluciónfuesefotografiadamientrasdabavueltas.ElDNAlivianoypesadosesepararon.Lasmoléculasdediferentedensidadseacumularonadistintasprofundidades.ElDNApesadoformóunabandaenunpuntomásabajodelamezcla,mientrasqueelDNAlivianoformóunabandamásarriba.LadiferenciaenladensidaddelDNAfuesuficienteparalaseparación.(Fig.1.)
LaDobleHéliceMATERIALDELESTUDIANTE
LM LN0L>&7LOAP FL 7LHLMHPOQHADRM
5((BSTT!!!"2$%'%-+"%*.")4T+'$U2$%T+'$UTU)4)34%'T$'(*%U)4)34%'"4!K
Objetivo: Explicar, sobre la base de una animación y de las actividades propuestas en la guía, cómo el experimento de Meselson y Stahl estableció de manera concluyente que la replicación del ADN es semiconservadora. Describir el experimento de Meselson y Stahl.
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LA FASE DE PULSO Usandoestatécnica,MeselsonyStahlcultivaron,durantemuchasgeneracionesacepasdeE.colienunmedioquecontenía15N.ConestoseaseguraronquetodoelDNAdelasbacteriasseríamarcadocon15N.Amedidaquelasbacteriascrecíanysereproducían,incorporabanelisótopo15N.Aestosedenominafasedepulsodelexperimento(esdecir,elpulsoestáexponiendoalascélulasaunaversiónparticulardeuncompuesto).Luego,MeselsonyStahltomaronalgunasdeestasbacterias,prepararonelDNAcomolohabíanhechoantesylocentrifugaron.DebidoaquetodoelDNAsemarcócon15N,seformóunasolabanda.Estaesla"GeneraciónCero".
1. Elijeunlápizdecolor.Utilizandolafigura1comoreferencia,indicalalocalizacióndelabanda
paraelDNApesado(15N)enlageneracióncero,eneltubodecentrífugarepresentadoaladerecha.
LA FASE DE CAZA Acontinuación,lasbacteriasconDNApesadosemovieronaunmediodecultivoquecontenía14N.Estepasomarcaelcomienzodelafasedecazadelexperimento(esdecir,exponiendolascélulasaunaversióndiferentedelmismocompuesto).Despuésde20minutos(eltiempoquetardaE.coliencreceryproducirlasiguientegeneración),sepreparóunamuestraparacentrifugación.Estafueidentificadacomo"GeneraciónUno".Otramuestrafuetomadadespuésdequepasaronotros20minutos.Estafuela"GeneraciónDos",yasísucesivamente.
PREGUNTAS 2. SilareplicacióndelDNAessemiconservativa,usalaclavedadaala
derechaparailustrarladisposicióndelosisótoposligerosypesadosdelnitrógenoenlasmoléculasdeDNAformadasenlaGeneraciónUnoyDos.Supónquecadabacteriasedividióexactamenteunavezporgeneración.Aplicaelmismocolorqueusasteantesparaelisótopopesado(15N)yelijeunnuevocolorparaelisótopoliviano(14N).
a. Ilustración:
Generacióncero
Generaciónuno
Generacióndos
b. Explicación:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
La doble Hélice MATERIALDELESTUDIANTEestudiantil
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3. Usandolaclaveproporcionadaenlapregunta2,ilustralalocalizacióndelosisótoposligerosypesadosdelNenlascadenasdeDNAdelaGeneracionesCero,UnoyDossilareplicacióndelDNAfueseconservativa.
a. Ilustración:
Generacióncero
Generaciónuno
Generacióndos
b. Explicación:__________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
c. Enlostubosdibujadosaladerecha,ilustralospatronesdebandasqueMeselsonyStahlhabríanobservadosilosresultadosdesuexperimentohubiesenapoyadoelmodeloconservativodelareplicacióndelDNA.
La Doble Hélice MATERIALDELESTUDIANTE
c. Utilizandolafigura1comoestándar,dibujabandasqueilustreneláreadondeseconcentraráelDNAenlostubosparalasGeneracionesCero,UnoyDossilareplicacióndelDNAesSemiconservativa.
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4. Usandolaclaveproporcionadaenlapregunta2,ilustralalocalizacióndelosisótoposdelNligerosypesadosenlascadenasdeDNAdelaGeneracionesCero,UnoyDossilareplicacióndelDNAfuesedispersiva.
a. Ilustración Generacióncero
Generaciónuno
Generacióndos
b. Explicación:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
c. Enlostubosdibujadosaladerecha,ilustralospatronesdebandasqueMeselsonyStahlhabríanobservadosilosresultadosdesuexperimentohubiesenapoyadoelmodelodispersivodelareplicacióndelDNA.
RESULTADOS DEL EXPERIMENTO DE MESELSON Y STAHL Ahora que conoces los resultados de los diversosmodelos de replicación, evalúa los datos deMeselson yStahl.Suprimerareplicaciónenelmediode14NprodujounabandadeDNAhíbridodepesomedio(14Ny15N).Lasegundareplicaciónenelmedio14NprodujotantoDNAligero(14N)comoDNAhíbrido(14Ny15N).
5. ¿CuálmodelodereplicaciónapoyaronlosresultadosobtenidosporelexperimentodeMeselson-Stahl?Explicaturespuesta.____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________https://www.youtube.com/watch?v=cvU4kEMvbm4(Videosobresuexperimento,explicadoporelmismísimoMeselson)
La Doble Hélice MATERIALDELESTUDIANTE