¿Qué causa que la doble hélice se tuerza en una imagen de ADN?

¿Qué causa que la doble hélice se tuerza en una imagen de ADN?

imagine que tiene dos hebras delgadas, cada una de aproximadamente 3 1/4 pies de largo, unidas por fragmentos de un material repelente al agua para formar un hilo. ahora imagine colocar ese hilo en un recipiente lleno de agua de unos pocos micrómetros de diámetro. Estas son las condiciones que enfrenta el ADN humano dentro de un núcleo celular. La composición química del ADN, junto con las acciones de las proteínas, tuercen los dos bordes exteriores del ADN en forma de espiral, o hélice, que ayudan al ADN a encajar en un pequeño núcleo.

Talla

dentro de un núcleo celular, el ADN es una molécula enroscada y muy enrollada. Los núcleos y las moléculas de ADN varían en tamaño entre las criaturas y los tipos de células. en todos los casos, un hecho permanece constante: estirado, el ADN de una célula sería exponencialmente más largo que el diámetro de su núcleo. Las limitaciones de espacio requieren torsión para hacer que el ADN sea más compacto, y la química explica cómo ocurre la torsión.

química

El ADN es una molécula grande construida a partir de moléculas más pequeñas de tres ingredientes químicos diferentes: azúcar, fosfato y bases nitrogenadas. El azúcar y el fosfato se encuentran en los bordes exteriores de la molécula de ADN, con las bases dispuestas entre ellos como los peldaños de una escalera. Dado que los fluidos en nuestras células son a base de agua, esta estructura tiene sentido: el azúcar y el fosfato son hidrofílicos o amantes del agua, mientras que las bases son hidrófobas o temen al agua.

estructura

ahora, en lugar de una escalera, imagina una cuerda retorcida. Los giros acercan los hilos de la cuerda, dejando poco espacio entre ellos. La molécula de ADN se retuerce de manera similar para reducir los espacios entre las bases hidrofóbicas en el interior. la forma en espiral desalienta el flujo de agua entre ellos y, al mismo tiempo, deja espacio para que los átomos de cada ingrediente químico encajen sin superponerse ni interferir.

apilado

La reacción hidrofóbica de las bases no es el único evento químico que influye en el giro del ADN. Las bases nitrogenadas que se encuentran una frente a la otra en los dos hilos del ADN se atraen entre sí, pero otra fuerza atractiva, llamada fuerza de apilamiento, también está en juego. La fuerza de apilamiento atrae las bases una encima de la otra en la misma hebra. Los investigadores de la Universidad de Duke han aprendido al sintetizar moléculas de ADN compuestas de una sola base que cada base ejerce una fuerza de apilamiento diferente, contribuyendo así a la forma espiral del ADN.

proteínas

En algunos casos, las proteínas pueden hacer que secciones de ADN se enrollen aún más apretadamente, formando las llamadas superenrollamientos. Por ejemplo, las enzimas que ayudan en la replicación de ADN crean giros adicionales a medida que viajan por la cadena de ADN. Además, una proteína llamada 13s condensin parece provocar supercoils en el ADN justo antes de la división celular, reveló un estudio de 1999 de la Universidad de California en Berkeley. Los científicos continúan investigando estas proteínas con la esperanza de comprender mejor los giros en la doble hélice de ADN.



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