La estructura del ADN
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Erwin Chargaff analizó las base nitrogenadas
del ADN en diferentes formas de vida, concluyendo que, la
cantidad de purinas no siempre se encontraban en proporciones iguales a las de
las pirimidinas (contrariamente a lo propuesto por Levene), la
proporción era igual en todas las células de los individuos de
una especie dada, pero variaba
de una especie a otra.
Los experimentos de
Hershey-Chase probaron que
el ADN era el material genético pero, no como el ADN conformaba
los genes. El ADN debía transferir información de la célula de
origen a la célula hija. Debía también contener información
para replicarse a si mismo, ser químicamente estable y tener
pocos cambios. Sin embargo debía ser capaz de cambios mutacionales. Sin mutaciones no existiría el proceso evolutivo.
Muchos científicos se interesaron en descifrar
la estructura del ADN, entre ellos, Francis Crick, James Watson,
Rosalind Franklin, y Maurice Wilkins.
A finales de la primavera de
1952, la cristalógrafa británica
Rosalind Franklin (1920-1958) obtuvo una fotografía
de difracción de rayos X que reveló, de
manera inconfundible, la estructura helicoidal
de la molécula del ADN.
| Rosalind Franklin falleció
en 1958, a los 37 años, víctima de un cáncer
en los ovarios. Su invaluable aportación a
este descubrimiento no fue reconocida ni en
vida de la cristalógrafa ni de manera póstuma,
aunque poco a poco se empieza a conocer su
historia. |
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Fotografía 51. Difracción de rayos X
del ADN |
El modelo de Watson y
Crick
A fines de Febrero de 1953, Rosalind
Franklin, escribió en su cuaderno de notas que la estructura
del ADN tenía dos cadenas, ya antes había deducido que que los
grupos fosfatos se encontraban en el exterior y que el ADN existe
en dos formas........
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Watson y Crick
eran investigadores teóricos que integraron todos los datos disponibles en su intento de desarrollar un modelo de la estructura del ADN. Los
datos que se conocían por ese tiempo eran:
-
que el ADN era una molécula grande también
muy larga y delgada.
-
los datos de las bases proporcionados por
Chargaff (A=T y C=G; purinas/pirimidinas=k para una misma
especie).
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los datos de la difracción de los rayos-x
de Franklin y Wilkins
(King's College de Londres).
-
Los trabajos de
Linus Pauling sobre
proteínas (forma de hélice mantenida por puentes hidrógeno),
quién sugirió para el ADN una estructura semejante.
El ADN es una doble hélice, con las bases
dirigidas hacia el centro, perpendiculares al eje de la molécula
(como los peldaños de una escalera caracol) y las unidades
azúcar-fosfato a lo largo de los lados de la hélice (como las
barandas de una escalera caracol). |
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| http://www.ncbi.nlm.nih.gov |
Las hebras que la conforman
son complementarias (deducción realizada por Watson y
Crick a partir de los datos de Chargaff, A se aparea con T y C
con G, el apareamiento se mantiene debido a la acción de los
puentes hidrogeno entre ambas bases). Tome nota que una purina
con doble anillo siempre se aparea con una pirimidina con un solo
anillo en su molécula.
Las purinas son la Adenina (A) y la Guanina
(G). Durante este curso hablamos del Adenosin trifosfato (ATP),
pero en ese caso el azúcar era la ribosa, mientras que en el ADN
se encuentra la desoxirribosa.
Las Pirimidinas son la Citosina (C) y la Timina
(T).
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| Imagen de G. S. Stent, Molecular
Biology of Bacterial Viruses. Copyright © 1963 by W.
H. Freeman and Company |
Las bases son complementarias, con
A en un lado de la molécula únicamente encontramos T del otro
lado, lo mismo ocurre con G y C. Si conocemos la secuencia de
bases de una de las hebras, conocemos su complementaria.
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La imagen superior fue Modificada de:
http://www.whfreeman.com/life/update/.
Note
que mientras una hebra va de 3'
a 5' la otra lo hace de 5' a 3'
(antiparalelas)
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En cada extremo de una
doble hélice lineal de DNA, el
extremo 3'-OH de una de las hebras es
adyacente al extremo 5'-P (fosfato) de
la otra. En otras palabras, las dos
hebras son antiparalelas,
es decir, tienen una orientación
diferente. En el esqueleto azucar
-fosfato de del ADN los grupos fosfato
se conectan al carbono 3´ de la molécula
de desoxirribosa y al carbono 5´ de la
siguiente, uniendo azúcares
sucesivos. La prima (´) indica la
posición del carbono en un azúcar.
Por convención, la secuencia de bases
de una hebra sencilla se escribe con
el extremo 5'-P a la izquierda.
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ADN (ácido
desoxirribonucleico)
Un ácido nucleico compuesto de dos
cadenas polinucleotídicas que se disponen alrededor de
un eje central formando una doble hélice, capaz de
autorreplicarse y codificar la síntesis de ARN.
Lugar donde esta "depositada" la
información genética.
Ácido nucleico que funciona como soporte
físico de la herencia en el 99% de las especies. La
molécula, bicatenaria, esta formada por dos cadenas
antiparalelas y complementarias entre si. Su unidad
básica, el nucleótido, consiste en una molécula del
azúcar desoxirribosa, un grupo fosfato, y una de estas
cuatro bases nitrogenadas: adenina, timina, citosina y
guanina. Fórmula |
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