Gori-Gori: "Hemos encontrado el secreto de la vida" : El #ADN

Estructura del ADN: Parque de las ciencias (Valencia)

El #Ácido desoxirribonucleico (#ADN)

F.Miescher, un médico suizo que consiguió aislar a partir de leucocitos, una sustancia formada por: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y fósforo, a la que denominó #nucleína. Posteriormente demostró que la sustancia aislada era un ácido al cual llamó #ácido nucleico.

A.Kossel y P.Levene establecieron que la #nucleía era el #ácido desoxirribonucleico (#ADN), que está constituido por subunidades que se repiten en la molécula llamados #nucleótidos.

El #ADN es un polímero lineal formado por desoxirribonucleótidos de:

Componentes del ADN

El #ADN posee diferentes niveles de complejidad estructural, presenta una estructura primaria y secundaria, adoptando estructuras superenrrolladas o empaquetadas que podrían formar una estructura terciaria.

Estructura primaria:

Es la secuencia de #nucleótidos unidos a través de enlaces fosfodiéster. Estos se establecen entre un radical fosfato y un radical hidroxilo formando un enlace (5' - 3'). Una cadena de #ADN presenta dos extremos libres.

Las cadenas de #nucleótidos se diferencian en el tamaño, en la composición y en la secuencia de sus bases: A, T, C y G. Cuando se representa una cadena de #ADN de abrevia en el caso de dexosiadenosín-5'-monofosfato se abrevia simplemente con la letra A.

Estructura primaria del ADN

El orden en el que están unidos los #nucleótidos en la molécula de #ADN es determinante a la hora de sintetizar una #proteína. Por ejemplo la secuencia ATTGGCATG significa una cosa mientras que GCTATTACG significa otra distinta y sintetiza una #proteína diferente. La información genética contenida en una porción concreta de la molécula de #ADN lo que llamamos gen, lleva la información necesaria para que los #aminoácidos de unan en determinado orden.

Estructura secundaria: el modelo de Watson y Crick:

La estructura del #ADN fue establecida por Watson y Crick basándose en trabajos realizados por Chargaff, Franklin y Wilkins sobre el contenido de las bases nitrogenadas y difracción de rayos X, como base para descubrir la estructura de #ADN:

-El #ADN es una estructura larga, rígida y no plegada.

-En la molécula existen detalles estructurales repetidos.

-La composición en base varía, pero para la misma especie, el contenido en bases púricas es igual al de pirimidínicas.

Watson y Crick propusieron un modelo compatible con estos datos que permitía comprender el funcionamiento del #ADN. El #ADN es una doble hélice de 2nm de diámetro, formada por dos cadenas de polinucleótidos enrolladas alrededor de un eje imaginario.

Los planos de sus anillos son paralelos entre sí y perpendiculares al eje de la doble hélice.

-El enrollamiento es dextrógiro y plectonémico, es decir que para que las dos cadenas se separen es necesario que se desarrollen.

-Cada pareja de #nucleótidos está separada y cada vuelta de la doble hélice está formada por 10 pares de #nucleótidos.

-Las dos cadenas de polinucleótidos son antiparalelas, es decir los enlaces (5'-3') están orientados en sentidos opuestos y son complementarias, es decir, existen correspondencia entre bases nitrogenadas.

Medidas de la doble hélice

Complementaridad entre las bases:

En las bases nitrogenadas de las dos cadenas se mantienen unidas mediante enlaces de hidrógeno. El número de enlaces dependen de la complementalidad de bases. La adenina se une con la timina y la citosina con la guanina. Su unión se realiza a través de enlaces entre sus partes polares.

Es imposible que se enfrenten bases no complementarias, ya que debido a la estructura y al tamaño de las bases púricas y pirimidínicas, se produciré distorsiones en el tamaño de la hélice e inestabilidad en los enlaces de hidrógeno.

Estructuras alternativas a la doble hélice:

La configuración espacial descrita por Watson y Crick se denomina forma B, que se pensaba que era la única pero actualmente se sabe que además de la B, existen la A y la Z.

Forma B del #ADN:

Se considera la de mayor interés biológico por ser la que se encuentra al estudiar el #ADN en disolución. Además esta es la forma en la que se encuentra cuando interacciona con las proteínas del núcleo.

Forma A del #ADN:

La forma A se obtiene a partir de la B cuando la humedad relativa se reduce al 75%, y nunca se encuentra en condiciones fisiológicas, sino que solo se ha observado en condiciones de laboratorio.

Se trata de una doble hélice dextrógira. Los pares de bases se encuentran inclinados 20º. Es una doble hélice más ancha y corta que la B y posee 11 pares de bases por cada vuelta.

Forma Z del #ADN:

Es más larga y estrecha que la forma B y por cada vuelta de hélice hay 12 pares de bases y además es levógira.

Esta forma se debe al presencia de numerosos #nucleótidos de guanina y citosina alternantes (GCGCGCGCGC). Se cree que esta forma estructural interviene en procesos de expresión del mensaje genético.