Experimento de Meselson-Stahl para niños

El experimento de Meselson-Stahl fue un estudio muy importante realizado en 1957 por los científicos Matthew Meselson y Franklin Stahl. Con este experimento, lograron demostrar cómo se copia el ADN en las células. Descubrieron que el ADN se replica de una manera llamada semiconservadora.

¿Qué significa que el ADN se replica de forma semiconservadora? Imagina que el ADN es como una escalera de caracol con dos lados. Cuando se copia, esta escalera se abre por la mitad. Cada uno de esos lados viejos sirve como molde para construir un lado nuevo. Así, cada nueva escalera de ADN tiene un lado original y un lado recién hecho.

Este descubrimiento fue clave porque confirmó las ideas que James Watson y Francis Crick habían propuesto sobre cómo el ADN se copiaba a sí mismo.

¿Cómo se copia el ADN? Las hipótesis iniciales

Antes del experimento de Meselson y Stahl, los científicos tenían varias ideas sobre cómo se replicaba el ADN. Había tres hipótesis principales:

Replicación Semiconservadora

Esta idea, que fue la correcta, decía que cada nueva molécula de ADN tendría una cadena original (vieja) y una cadena recién sintetizada (nueva).

Replicación Conservadora

Esta hipótesis sugería que la molécula de ADN original se mantendría intacta, y se crearía una molécula de ADN completamente nueva, hecha desde cero.

Replicación Dispersiva

Según esta idea, las nuevas moléculas de ADN tendrían una mezcla de partes viejas y nuevas en ambas cadenas, como si se cortaran y mezclaran los pedazos.

La clave del experimento: el nitrógeno

Para descubrir cómo se copiaba el ADN, Meselson y Stahl tuvieron una idea muy inteligente. Se basaron en dos cosas importantes:

• El nitrógeno es un elemento fundamental en la estructura del ADN.
• El nitrógeno tiene diferentes tipos, llamados isótopos, que se pueden distinguir en el laboratorio.

El isótopo más común del nitrógeno es el ¹⁴N, que es más ligero. Pero también existe el ¹⁵N, que es un poco más pesado. Lo importante es que el ¹⁵N no es peligroso ni radioactivo, solo pesa más que el nitrógeno normal.

Usando esta diferencia de peso, Meselson y Stahl pudieron seguir el rastro del ADN a medida que se copiaba en bacterias. Esto les permitió ver cuál de las hipótesis de replicación era la correcta.

Pasos del experimento de Meselson-Stahl

Pasos del experimento de Meselson-Stahl.

Los científicos usaron una bacteria llamada E. coli para su experimento. Aquí te explicamos los pasos:

Paso 1: ADN "pesado"

Primero, cultivaron bacterias E. coli durante muchas generaciones en un medio donde el único nitrógeno disponible era el ¹⁵N (el nitrógeno pesado). Esto hizo que todo el ADN de estas bacterias se construyera con ¹⁵N, volviéndolo más denso o "pesado".

Para comprobarlo, extrajeron el ADN de estas células y lo pusieron en un tubo con un líquido especial. Al girar el tubo muy rápido (un proceso llamado centrifugación), las moléculas de ADN se separaban según su peso. El ADN con ¹⁵N se fue al fondo del tubo, mostrando que era más pesado.

Paso 2: Primera replicación en nitrógeno "ligero"

Luego, tomaron las bacterias con ADN "pesado" (¹⁵N) y las pasaron a un medio donde el nitrógeno era el ¹⁴N (el nitrógeno ligero). Dejaron que las bacterias se copiaran una sola vez.

Después de esta primera copia, extrajeron el ADN de las nuevas bacterias. Al analizarlo, encontraron que este ADN tenía un peso intermedio. No era tan pesado como el ADN original de ¹⁵N, ni tan ligero como el ADN que solo tendría ¹⁴N.

• ¿Qué significó esto? Este resultado descartó la hipótesis de la replicación conservadora. Si hubiera sido conservadora, habrían aparecido dos tipos de ADN: uno pesado (el original) y uno ligero (el nuevo). Pero solo vieron un tipo de ADN, con peso intermedio. Este resultado era compatible tanto con la replicación semiconservadora como con la dispersiva.

Paso 3: Segunda replicación en nitrógeno "ligero"

Para distinguir entre la replicación semiconservadora y la dispersiva, Meselson y Stahl dejaron que las bacterias se copiaran una segunda vez en el medio con ¹⁴N.

Al analizar el ADN después de esta segunda copia, encontraron dos tipos de ADN:

• La mitad del ADN tenía el mismo peso intermedio que el de la primera replicación.
• La otra mitad del ADN era completamente ligero, es decir, estaba hecho solo con ¹⁴N.

• ¿Qué significó esto? Este resultado fue la prueba definitiva. Descartó la replicación dispersiva, porque si hubiera sido dispersiva, todo el ADN tendría una mezcla de ¹⁵N y ¹⁴N, y por lo tanto, un solo peso intermedio (pero más ligero que el de la primera generación). Sin embargo, el resultado era perfectamente compatible con la replicación semiconservadora.

Conclusión del experimento

El experimento de Meselson-Stahl demostró claramente que la replicación del ADN es semiconservadora. Esto significa que cada vez que una célula se divide, las nuevas moléculas de ADN están formadas por una cadena original y una cadena recién sintetizada.

Este descubrimiento fue muy importante para entender cómo la información genética se pasa de una generación de células a la siguiente, y es fundamental para muchas áreas de la biología y la medicina.

Galería de imágenes

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  Resumen de los tres métodos postulados de síntesis de ADN.

Véase también

En inglés: Meselson–Stahl experiment Facts for Kids