L’elucidació de l’estructura de l’ADN per James Watson i Francis Crick, l’any 1953, fou un dels descobriments més importants de la història de la genètica que obrí el camí a la comprensió, en termes moleculars, de l’herència i de la forma d’actuar dels gens.
L’elaboració d’aquest model no hauria estat possible sense les investigacions realitzades per Rosalind Franklin que, mitjançant difracció de raigs X, va obtenir la cèlebre fotografia 51 de la molècula d’ADN.
La doble hèlix
L’ADN està constituït per dues cadenes de polinucleòtids formant una estructura de doble hèlix. Les cadenes giren en sentit horari, és a dir, són dextrògires. A més són antiparal·leles, això és que les dues cadenes estan orientades en sentits oposats (una en sentit 5’→3′ i l’altre en sentit 3’←5′).
L’esquelet extern de la molècula d’ADN el formen el grup fosfat i la desoxiribosa. A l’interior es troben les bases nitrogenades, que poden ser: adenina, guanina, citosina i timina. Ambdues cadenes es mantenen unides per enllaços per ponts d’hidrogen entre bases nitrogenades complementàries: adenina amb timina i guanina amb citosina.
L’augment de temperatura pot provocar la separació de les dues cadenes, ja que les forces que les mantenen unides són febles (tipus electroestàtic). Aquest procés rep el nom de desnaturalització.
Funcions de l’ADN
L’estructura molecular de l’ADN permet entendre el paper de l’ADN com a molècula portadora de la informació genètica. Les conclusions que es poden extreure són:
- Tot i que l’ADN està format únicament per quatre bases, les combinacions diferents que es poden formar són pràcticament infinites i, per tant, també ho és la diversitat de la informació que pot emmagatzemar.
- Capacitat per autoreplicar-se. El fet que la informació genètica estigui per duplicat, permet que, a partir d’una de les cadenes, es pugui sintetitzar una còpia exacta per complementarietat de bases.
- Els canvis en la seqüència (mutacions) modifiquen la informació, la qual es podrà transmetre a la descendència.
Activitats
A1. Obre l’enllaç del model tridimensional de la molècula d’ADN i contesta a les preguntes.
- Utilitza el menú de la dreta per visualitzar els enllaços per pont d’hidrogen. Quants enllaços per pont d’hidrogen es formen entre l’adenina i la timina? I entre la guanina i la citosina?
- Els parells de bases estan en “contacte”? Creus que existeix una forma fàcil de separar les dues cadenes? Si és així, quina creus que és?
- Cap a on giren les dues cadenes? Quin nom rep això?
- Com és la disposició de les bases nitrogenades respecte a l’eix de l’hèlix?
- Quants nucleòtids són necessaris per fer un gir complet?
- Observa la distància que separa l’esquelet extern de sucre-fosfat de les dues cadenes. Aquesta separació és sempre la mateixa? Descriu-la.
A2. Una molècula d’ADN determinada conté un 30% de guanina. Indica, de manera raonada, quins seran els percentatges d’adenina, timina i citosina.
A3. Quina molècula d’ADN es desnaturalitzarà més fàcilment, una que tengui un percentatge de guanina/citosina del 40% o una en la qual aquest percentatge sigui del 55%? Per què?