Comprender la estructura de doble hélice del ADN

En biología, "doble hélice" es un término utilizado para describir la estructura del ADN. Una doble hélice de ADN consta de dos cadenas espirales de ácido desoxirribonucleico. La forma es similar a la de una escalera de caracol. El ADN es un ácido nucleico compuesto de bases nitrogenadas (adenina, citosina, guanina y timina), un azúcar de cinco carbonos (desoxirribosa) y moléculas de fosfato. Las bases de nucleótidos del ADN representan los escalones de la escalera, y las moléculas de desoxirribosa y fosfato forman los lados de la escalera..

¿Por qué se tuerce el ADN??

El ADN se enrolla en los cromosomas y se compacta en el núcleo de nuestras células. El aspecto retorcido del ADN es el resultado de las interacciones entre las moléculas que forman el ADN y el agua. Las bases nitrogenadas que comprenden los escalones de la escalera retorcida se mantienen unidas por enlaces de hidrógeno. La adenina se une con timina (A-T) y los pares de guanina con citosina (G-C). Estas bases nitrogenadas son hidrófobas, lo que significa que carecen de afinidad por el agua. Dado que el citoplasma celular y el citosol contienen líquidos a base de agua, las bases nitrogenadas quieren evitar el contacto con los fluidos celulares. Las moléculas de azúcar y fosfato que forman la columna vertebral de azúcar-fosfato de la molécula son hidrofílicas, lo que significa que son amantes del agua y tienen afinidad por el agua..

El ADN está dispuesto de tal manera que el fosfato y la cadena principal del azúcar están en el exterior y en contacto con el fluido, mientras que las bases nitrogenadas están en la porción interna de la molécula. Para evitar aún más que las bases nitrogenadas entren en contacto con el fluido celular, la molécula gira para reducir el espacio entre las bases nitrogenadas y las cadenas de fosfato y azúcar. El hecho de que las dos cadenas de ADN que forman la doble hélice sean antiparalelas también ayuda a torcer la molécula. Antiparalelo significa que las hebras de ADN corren en direcciones opuestas, asegurando que las hebras encajen bien juntas. Esto reduce la posibilidad de que el líquido se filtre entre las bases..

Replicación de ADN y síntesis de proteínas

La forma de doble hélice permite que se produzca la replicación del ADN y la síntesis de proteínas. En estos procesos, el ADN retorcido se desenrolla y se abre para permitir que se realice una copia del ADN. En la replicación del ADN, la doble hélice se desenrolla y cada cadena separada se usa para sintetizar una nueva cadena. A medida que se forman las nuevas cadenas, las bases se emparejan hasta que se forman dos moléculas de ADN de doble hélice a partir de una sola molécula de ADN de doble hélice. Se requiere la replicación del ADN para que ocurran los procesos de mitosis y meiosis.

En la síntesis de proteínas, la molécula de ADN se transcribe para producir una versión de ARN del código de ADN conocido como ARN mensajero (ARNm). La molécula de ARN mensajero se traduce para producir proteínas. Para que tenga lugar la transcripción del ADN, la doble hélice del ADN debe desenrollarse y permitir que una enzima llamada ARN polimerasa transcriba el ADN. El ARN también es un ácido nucleico, pero contiene la base de uracilo en lugar de timina. En la transcripción, los pares de guanina con citosina y adenina se combinan con uracilo para formar el transcrito de ARN. Después de la transcripción, el ADN se cierra y vuelve a su estado original..

Descubrimiento de estructura de ADN

Dr. Francis Crick y dr. James Watson en un simposio de biología molecular. Ted Spiegel / Colaborador / Getty Images

James Watson y Francis Crick, galardonados con el Premio Nobel por su trabajo, han otorgado crédito por el descubrimiento de la estructura de doble hélice del ADN. La determinación de la estructura del ADN se basó en parte en el trabajo de muchos otros científicos, incluido Rosalind Franklin. Franklin y Maurice Wilkins utilizaron la difracción de rayos X para determinar pistas sobre la estructura del ADN. La foto de difracción de rayos X del ADN tomada por Franklin, llamada "fotografía 51", mostró que los cristales de ADN forman una forma de X en una película de rayos X. Las moléculas con forma helicoidal tienen este tipo de patrón en forma de X. Usando evidencia del estudio de difracción de rayos X de Franklin, Watson y Crick revisaron su modelo de ADN de triple hélice propuesto anteriormente a un modelo de doble hélice para ADN.

La evidencia descubierta por el bioquímico Erwin Chargoff ayudó a Watson y Crick a descubrir el emparejamiento de bases en el ADN. Chargoff demostró que las concentraciones de adenina en el ADN son iguales a las de la timina, y las concentraciones de citosina son iguales a la guanina. Con esta información, Watson y Crick pudieron determinar que la unión de adenina a timina (A-T) y citosina a guanina (C-G) forman los pasos de la forma de escalera torcida del ADN. La columna vertebral de fosfato de azúcar forma los lados de la escalera..

_Fuente:

• _{"El descubrimiento de la estructura molecular del ADN: la doble hélice". Nobelprize.org, Nobel Media AB, 2014, www.nobelprize.org/educational/medicine/dna_double_helix/readmore.html.}