Estructura molecular del ADN: Watson y Crick

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Estructura molecular de los Ácidos Nucleicos
Estructura para el Ácido desoxirribonucleico
J. Watson y F. Crick

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Estructura molecular del ADN: Watson y Crick

  1. 1. Bioquímica 2cm7 ADN: “la molécula de la vida” Luciana Pérgon Dra.: Jessica Elena Mendieta Wejebe
  2. 2. Durante incontables siglos, los seres humanos han observado los patrones de herencia sin entender los mecanismos que transmiten los padres a los progenitores los rasgos físicos y los procesos del desarrollo
  3. 3. • La determinación de la estructura del ácido desoxirribucleico por James Watson y Francis Crick en los primeros años de la década de 1950 fue la culminación de una investigación que había comenzado un siglo antes.
  4. 4. J. Watson y F. Crick ADN, La molécula de la vida • 25 de abril de 1953 se publica en la revista Nature • Descubrimiento más importante del siglo XX “Estructura de la molécula de ADN” Reconocimiento de la comunidad científica a través del Premio Nobel en Fisiología o Medicina.
  5. 5. Utilizando los datos de: Maurice Wilkins y Rosalind Franklin Estudiantes de investigación en el laboratorio de Henry Cavendish en la Universidad de Cambridge
  6. 6. • Watson y Crick consiguieron por métodos no muy limpios • La fotografía de difracción de rayos X del ADN obtenida por Rosalind Franklin
  7. 7. • Comenzaron el 30 de enero de 1953 la construcción de modelo molecular • Concluyó el 7 de marzo de 1953
  8. 8. • Esta estructura tiene 2 cadenas helicoidales, enrrolladas en torno al mismo eje. • Cada cadena consiste en grupos fosfodiéster que reúnen residuos de β-Ddesoxirribofuranosa mediante uniones 3’, 5’
  9. 9. • Las 2 cadenas (pero no las bases) están relacionadas mediante uniones perpendiculares al eje de fibra
  10. 10. • La cadena se asemeja al modelo N° 1 de Furberg • Las bases están en el interior de la hélice y los fosfatos en el exterior • El azúcar desoxiribosa situado prácticamente perpendicular a la base enlazada.
  11. 11. • Las cadenas son mantenidas juntas por bases púricas y pirimidínicas • Los planos de las bases son perpendiculares al eje de la fibra • Reunidas en pares
  12. 12. • Estando una base de una cadena enlazada mediante puentes de hidrógeno con una base de la otra cadena • De modo que las dos se sitúan una junto a la otra con idénticas coordenadas en el eje “z”
  13. 13. • Uno de los miembros par debe de ser una base púrica y la otra una base pirimidínica para que la unión de produzca por enlaces de hidrógeno.
  14. 14. Púricas Pirimidínicas
  15. 15. • Los puentes de hidrógeno se producen de la siguiente forma:  Posición 1 de la púrica con la posición 1 de la pirimidínica.  Posición 6 de la púrica con la posición 6 de la pirimidínica.
  16. 16. • Se forman 2 enlaces de hidrógeno en cada par de bases AT • Se forman 3 enlaces de hidrógeno en cada par de bases GC
  17. 17. • Sólo pares específicos de bases pueden enlazarse juntos. Adenina (Púrica) Timina (Pirimidínica) Guanina (Púrica) Citosina (Pirimidínica)
  18. 18. “Regla de CHARGAFF” La organización de dos nucleótidos apareados a lo largo de la doble hélice se denomina apareamiento de bases. Este emparejamiento corresponde a la observación ya realizada por Erwin Chargaff
  19. 19. Apilamiento de las bases • Una vez que las cadenas polinucleótidas antiparalelas se han acercado mediante apareamiento de bases. • El apilamientos paralelo de las bases heterocíclicas casi planas estabiliza las moléculas debido al efecto acumulativo de las fuerzas débiles de Van der Waals.
  20. 20. Hidratación • El agua estabiliza la estructura tridimensional de los ácidos nucleótidos • Las moléculas de DNA se unen a una cantidad significativa de moléculas de H2O, equivale al 30% de su peso • Se unen a los grupos fosfato, átomos de oxigeno de los carbonos 3’ y 5’ de la azúcar desoxiribosa • Cada nucleótido de DNA B se enlaza a 18 o 19 moléculas de AGUA
  21. 21. Definición • El DNA es una molécula relativamente estable formada por dos cadenas antiparalelas de polinucleótidos enrolladas una alrededor de la otra para formar una doble hélice dextrógira.
  22. 22. Otros tipos de pares de bases • Existen diferentes tipos de pares de bases que se pueden formar según el modo como se forman los puentes de hidrógeno. • Además, para cada tipo existe a su vez el mismo par reverso, es decir, el que se da si se gira la base pirimidínica 180º sobre su eje.
  23. 23. DNA B (Estructura de Watson-Crick) • Representa la sal sódica del DNA en condiciones de humedad elevada. • Cada nucleótido de DNA B se enlaza a 18 o 19 moléculas de AGUA • Los grupos de la base púrica que intervienen en el enlace de hidrógeno son los que corresponden a las posiciones 1 y 6 • Los grupos de la base pirimidínica, los que se encuentran en las posiciones 3 y 4
  24. 24. DNA A (Hoogsteen) Aparecen en circunstancias particulares • Cuando el DNA se deshidrata parcialmente: número de moléculas de agua unidas a un nucleótido disminuye a unas 13 /14 • Pares base no son rectos, se inclinan 20° • Distancia entre los pares de bases adyacentes es reducida
  25. 25. DNA Z (Wobble u oscilante) • Aparecen en circunstancias particulares. • Las bases se apilan con un patrón dimérico levógiro y escalonado • Abundantes repeticiones de CG • Apariencia de zigzag
  26. 26. Bibliografía • Watson, James; Crick, Francis “Molecular structure of nucleic acids” . Magazine Nature. April 25, 1953 • Mc Kee, Trudy. “Bioquímica: Las bases moleculares de la vida” Capitulo 17: Ácidos nucléicos. Cuarta Edición. Mc Graw Hill. 2009. Págs. 626-642.

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