Consejos útiles

Cómo aislar el ADN con tus propias manos.

Para descifrar la estructura del ADN, trabajaron varios laboratorios grandes en Estados Unidos, Inglaterra y otros países. El éxito llegó a dos científicos: El biólogo estadounidense J. Watson y el químico inglés F. Crickquienes combinaron sus esfuerzos y crearon el famoso Modelo de doble hélice de ADN.

En gran medida, deben el éxito de su trabajo a los resultados de estudios previos de E. Chargaff y R. Franklind. Utilizando el método de cromatografía, Chargaf ya en 1945 dio una evaluación cuantitativa del contenido de varios componentes en el ADN. Analizó muestras de ADN de diferentes organismos y demostró que la composición cuantitativa de las bases en diferentes ADN es diferente y depende de su fuente. Por lo tanto, el ADN tiene una especificidad de especie pronunciada. Estableció los siguientes patrones de la composición química del ADN, los llamados Reglas de Chargaff:

1) la cantidad de bases de purina en la molécula de ADN es igual al número de bases de pirimidina, es decir A + G = T + C,
2) la cantidad de adenina es igual a la cantidad de timina (A = T), y la cantidad de guanina es igual a la cantidad de citosina (G = C), y por lo tanto:

A + g= 1
T + C

Sin embargo, a pesar de las estrictas correspondencias cuantitativas, el ADN de diferentes especies difiere en la proporción de pares de bases AT y GC. El ADN aislado de las células de mamíferos era, en general, más rico que A y T que bacteriano, donde prevalecían G y C.

Los patrones de difracción de rayos X de una molécula de ADN obtenida por Rosalind Franklind, quien estudió el ADN mediante análisis de difracción de rayos X, sugirió que la molécula estaba retorcida en espiral.

En base a esta información, Watson y Crick crearon un modelo de una molécula de ADN. Según este modelo, el ADN es un biopolímero y consta de dos cadenas de polinucleótidos retorcidas en forma de doble hélice. Cada cadena es una conexión en serie de monómeros: nucleótidos.

La fórmula química de los nucleótidos.

La composición del nucleótido del ADN incluye azúcar de cinco carbonos: desoxirribosa, el resto del ácido fosfórico y una de las cuatro bases nitrogenadas. Las reglas de Chargeff le dijeron a Watson y Crick que debería haber un emparejamiento de bases específico en la molécula de ADN: adenina con timina y guanina con citosina. Por lo tanto, Watson y Crick por primera vez formularon el principio más importante de complementariedad, según el cual una cadena de moléculas de ADN complementa a otra, es decir. La secuencia de bases en una cadena de ADN determina de forma única la secuencia de bases en otra cadena (complementaria).

En cada cadena, un átomo en la posición 5 'de un anillo pentosa está conectado a través de un grupo fosfato a un átomo en la posición 3' del siguiente anillo pentosa. Una de las cuatro bases está unida al lado del anillo pentosa. Las cadenas están conectadas entre sí a través de enlaces de hidrógeno entre sus bases, mientras que la adenina siempre se conecta con un doble enlace de hidrógeno con timina (pares AT) y la guanina con un enlace triple con citosina (pares G-C).

Las cadenas son antiparalelas: contra el extremo 5 '(fosfato) de una cadena está el extremo 3' (OH) de la otra cadena. La secuencia de nucleótidos en el ADN generalmente se escribe en la dirección del extremo 5 'a 3'.

En lugar de la base de timina, el uracilo está presente en los nucleótidos de la cadena de ARN, y el azúcar ribosa de cinco carbonos está presente como el componente de carbohidrato.

La exactitud del modelo de Watson y Crick ha sido confirmada por numerosos estudios de su estructura en una amplia variedad de objetos. Sin embargo, junto con las bases habituales, se encontraron bases llamadas "menores" adicionales, que surgen como resultado de la metilación de adenina y citosina, en la composición de ADN.

Durante 25 años, el modelo de Watson y Crick fue considerado como la única estructura de ADN posible. Sin embargo, más tarde se descubrió que la molécula de ADN puede tomar una forma diferente dependiendo del nivel de humedad. La forma principal de ADN es la forma B (o espiral de Watson-Cricova). Sus parámetros: cada bobina de la hélice contiene 10 pares de nucleótidos, la longitud de una bobina es de 3,4 nm, el diámetro de la molécula es de 2 nm. La forma de b es una espiral diestra. R. Franklin descubrió otra forma de ADN diestro (A-DNA). Ocurre en condiciones de baja humedad. Sus parámetros: 11 pares de bases por revolución, el ángulo de inclinación de las bases es de 70 °, d es de aproximadamente 2 nm. El ADN A difiere del ADN B en que los pares de bases son fuertemente empujados hacia la periferia de la molécula, por lo que se ve como un tubo en la parte superior. Se ha establecido que si aparecen regiones dobles en el ARN, entonces tienen la apariencia de una forma de A incluso al 100% de humedad.

Doble hélice de ADN

A finales de los 70. Un grupo del científico estadounidense A. Rich logró obtener fragmentos cortos de ADN que representan una doble hélice zurda. En esta espiral, el esqueleto de azúcar-fosfato se caracteriza por una característica forma de zigzag, de donde proviene el nombre Z-DNA. La aparición de esta fracción de ADN en la profase de la meiosis sirvió de base para suponer la participación de esta forma en la implementación de procesos macrogenéticos: conjugación y cruce.

Se demostró además que mientras se mantiene el principio estructural general, la estructura local de las secciones de la molécula de ADN varía mucho según la composición de nucleótidos y el nivel de humedad. Estas diferencias pueden ser reconocidas por sustancias que interactúan con el ADN, principalmente enzimas. La existencia de varias formas de ADN refuta completamente la noción anterior del conservadurismo de esta molécula.

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