Replicação do DNA

A questão da replicação do material genético foi colocada mesmo antes de Watson e Crick revelarem a estrutura do DNA. Quando estes investigadores propuseram o modelo de dupla hélice para o DNA, sugeriram uma possível forma desta molécula se replicar.
Segundo eles, a complementaridade das bases do DNA permitiria que esta molécula se autoduplicasse de forma semiconservativa: cada uma das cadeias serviria de molde para uma nova cadeia e, consequentemente, cada uma das novas moléculas de DNA seria formada por uma cadeia antiga e uma nova.
Três anos após a publicação do trabalho de Watson e Crick, um outro investigador, Arthur Kornberg, demonstrou que rea possível replicar a molécula de DNA em laboratório. Para isso bastava que, além da molécula de DNA parental, esteja presente uma enzima (DNA polimerase) e os quatro tipos de nucleótidos). Mas outros investigadores da época defendiam que a molécula de DNA apresentava dimensões demasiado elevadas para que o desenrolamento da hélice ocorresse de forma eficaz. Surgiram assim mais dois modelos que, tendo por base a complementaridade das bases do DNA, tentavam explicar o mecanismo de replicação: um modelo conservativo e um modelo dispersivo.
A hipótese conservativa admitia que a molécula de DNA progenitora se mantinha íntegra, servindo apenas de molde para a formação da molécula-filha, a qual seria formada por duas novas cadeias de nucleótidos.
Por outro lado, a hipótese dispersiva admitia que cada molécula-filha seria formada por porções da molécula inicial e por regiões sintetizadas de novo, a partir dos nucleótidos presentes na célula.

A polémica gerada em torno da replicação do material genético terminou após as investigações realizadas por Meselson e Stahl, em 1958. Apresenta-se, em seguida, a descrição dessas experiências.

Conclusão:
Os resultados obtidos por Meselson e Stahl apoiam, inequivocamente, a hipótese semiconservativa, e podem ser interpretados da seguinte forma:
- As bactérias cultivadas em 15N incorporam esse azoto nos seus nucleótidos, formando um DNA com maior densidade, que se deposita mais próximo do fundo do tubo sujeito a centrifugação.
- Quando as bactérias são transferidas para um meio de cultura com 14N, utilizam esse azoto para produzirem novas cadeias de DNA. Assim, na primeira geração, cada molécula de DNA apresenta uma cadeia de nucleótidos com 15N (que provinha da geração parental) e outra com 14N (formada com nucleótidos que incorporaram o azoto presente no meio). Desta forma as moléculas de DNA apresentam uma densidade intermédia entre DNA com 15N e DNA com 14N.