En biología, "doble hélice" es un término utilizado para describir la estructura de 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.
Para llevar clave
- Doble hélice es el término biológico que describe la estructura general del ADN. Su doble hélice consta de dos cadenas espirales de ADN. Esta forma de doble hélice a menudo se visualiza como una escalera de caracol.
- La torsión del ADN es el resultado de las interacciones hidrofílicas e hidrofóbicas entre las moléculas que comprenden el ADN y el agua en una célula.
- Tanto la replicación del ADN como la síntesis de proteínas en nuestras células dependen de la forma de doble hélice del ADN.
- El Dr. James Watson, el Dr. Francis Crick, el Dr. Rosalind Franklin y el Dr. Maurice Wilkins jugaron papeles fundamentales para dilucidar la estructura del ADN.
¿Por qué se tuerce el ADN?
El ADN se enrolla en cromosomas y bien embalado en el núcleo de nuestro 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. Desde la celda citoplasma y el citosol contiene 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 y 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 modo que el esqueleto de fosfato y azúcar está 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 célula fluido, 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, lo que garantiza que las hebras se unan estrechamente. 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 Replicación de ADN y síntesis de proteínas que se produzca. En estos procesos, el ADN retorcido se desenrolla y se abre para permitir que se haga 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 los procesos de mitosis y mitosis que se produzca.
En la síntesis de proteínas, la molécula de ADN es transcrito para producir un ARN versión del código de ADN conocido como ARN mensajero (ARNm). La molécula de ARN mensajero es entonces traducido 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 unen 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
Se ha otorgado crédito por el descubrimiento de la estructura de doble hélice del ADN a James Watson y Francis Crick, galardonado con un Premio Nobel por su trabajo. La determinación de la estructura del ADN se basó en parte en el trabajo de muchos otros científicos, incluidos Rosalind Franklin. Franklin y Maurice Wilkins usaron 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. Utilizando la 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 azúcar y fosfato forma los lados de la escalera.
Fuentes
- "El descubrimiento de la estructura molecular del ADN: la doble hélice". Nobelprize.org, www.nobelprize.org/educational/medicine/dna_double_helix/readmore.html.