Definición
El apareamiento de bases complementarias describe la manera en que las bases nitrogenadas de las moléculas de ADN se alinean entre sí. Los emparejamientos de bases complementarios también son responsables de la estructura de doble hélice del ADN. Si te imaginas mirando un armario con cuatro pares de zapatos mezclados, la combinación de bases complementarias sería el conjunto de reglas que usarías para saber qué zapatos van juntos. De manera similar a la que solo los dos zapatos correctos formarán un par de trabajo (¡no quieres dos zapatos izquierdos o uno negro y uno marrón!), Solo algunas de las bases nitrogenadas del ADN pueden interactuar para formar un ADN estable. molécula.
Composición de la molécula de ADN
El ADN , o ácido desoxirribonucleico, es una molécula asombrosa que almacena toda la información genética de un organismo. Es posible que haya escuchado que el ADN es un polímero, es decir, una molécula formada por muchas subunidades más pequeñas llamadas monómeros. En el caso del ADN, los monómeros se denominan nucleótidos y el polímero suele denominarse polinucleótido ( poli significa muchos en griego). Hay cuatro tipos diferentes de nucleótidos que componen el ADN, cada uno con una de las cuatro posibles bases nitrogenadas: adenina ( A ), citosina ( C ), guanina ( G ) y timina ( T). Puede pensar en los polinucleótidos como cadenas de palabras que constan de combinaciones de solo cuatro letras: A, C, G y T. Si tuviera que ‘leer’ una molécula de polinucleótido, leería algo como AGTCGCCTAGGC. . . etc.
Estructura de la molécula de ADN
Cuando las personas se dieron cuenta de que el ADN contenía toda nuestra información genética, se interesaron mucho en comprender cómo estaba organizado y estructurado. Si bien se sabía que la molécula de ADN contenía dos moléculas de polinucleótidos, nadie sabía cómo estaban organizadas juntas. Algunas personas creían que interactuaban a través de la parte fosfato de los nucleótidos, mientras que otras pensaban que interactuaban a través de las bases. Puede pensar en la molécula de ADN como una cremallera, con cada hebra de ADN representada por una tira de tela. Si nunca hubiera visto una cremallera y alguien le dio las dos tiras separadas, ¿cómo sabría si normalmente se adhieren a cada una a través de los ‘dientes de metal’ (las bases en nuestro caso) o por el lado recto de la tira de tela (la fosfatos)?
En 1953, Watson y Crick demostraron que la molécula de ADN consta de dos moléculas de polinucleótidos que se encuentran «cara a cara» entre sí, interactuando al nivel de las bases nitrogenadas. Si volvemos a nuestra analogía de la cremallera, las dos hebras del ADN se unen entre sí a través de las bases nitrogenadas de manera similar a como las dos tiras de tela en la cremallera se entrelazan entre sí a través de las pequeñas piezas metálicas.
Regla de Chargaff 1: más información sobre la estructura del ADN
Mientras Watson y Crick trabajaban en el problema de la estructura de la molécula de ADN, Erwin Chargaff, un bioquímico austriaco que emigró a los Estados Unidos durante la era nazi, estaba estudiando la composición real del ADN. Se sabía que el ADN constaba de A, G, T, C, pero lo que descubrió Chargaff fue que la proporción de cada una de estas bases en el ADN no era aleatoria. De hecho, en diferentes especies animales (desde erizo de mar hasta salmón, etc.), descubrió que el número de A en el ADN siempre era igual al número de Ts en el ADN, y el número de G era igual a la número de Cs. Esta regla, % A =% T y% G =% C , se conoce como Regla de paridad de Chargaff 1 y desempeñó un papel clave en la comprensión de Watson y Crick de la estructura del ADN.
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Emparejamiento de bases complementarias en la molécula de ADN
Mientras trabajaban en la estructura del ADN, Watson y Crick no solo descubrieron que los dos polinucleótidos en el ADN (es decir, las cadenas de ADN ) interactuaban a través de las bases, sino que también dedujeron, con la ayuda de las reglas de Chargaff, que las bases eran bonitas. quisquillosos acerca de con quién interactuaban. Los nucleótidos que contienen adenina solo interactuarían con nucleótidos que contienen timina, mientras que los nucleótidos que contienen citosina solo interactuarían con nucleótidos que contienen guanina. Esto significaba que solo eran posibles dos tipos de pares de bases : GC (o CG) y AT (o TA). Entonces se dice que las dos hebras de ADN se complementan entre sí. Esto es lo que llamamos emparejamiento de bases complementarias. El emparejamiento de bases complementarias explica los hallazgos de Chargaff. Dado que la adenina siempre se asocia con la timina, el número de As y Ts en el ADN debe ser siempre el mismo. Puede recordar qué base se asocia con qué utilizando el mnemónico GCAT .
Una de las interesantes consecuencias del apareamiento de bases complementarias es que, si conocemos los nucleótidos que están presentes en una hebra de ADN, en realidad ya conocemos los nucleótidos presentes en ambas hebras. ¡Intentalo! Si una hebra de ADN contiene los siguientes nucleótidos: ACGTTA, ¿qué tendrá la hebra opuesta? Pausa el video aquí y escribe tu respuesta.
Si dedujo TGCAAT, ¡tenía razón! Las empresas, los hospitales y los médicos aprovechan esta información cada vez que desean estudiar el ADN de una persona. Secuenciarán solo una hebra y de ella, deducirán ambas. ¡Piense en todo el tiempo y dinero que esto ahorra durante las pruebas y la investigación!
¡El emparejamiento de bases complementarias no se detiene aquí!
¿Cómo es que las bases interactúan en el ADN para formar su característica estructura de doble hélice ? Bueno, las bases interactúan a través de enlaces de hidrógeno., que son una forma de interacción química débil que tiene lugar entre el hidrógeno y un átomo de carga negativa o polaridad. Al examinar los pares de bases en el ADN, los investigadores descubrieron que hay tres enlaces de hidrógeno entre C y G y solo dos entre A y T. Esta diferencia se debe a la forma y composición reales de cada uno de los nucleótidos, pero tiene consecuencias en la estabilidad de el ADN. Debido a que las interacciones entre C y G son más fuertes, una molécula de ADN con una alta proporción de CG sobre AT tenderá a ser más estable que una de composición opuesta. De hecho, los investigadores pueden observar una secuencia de ADN y predecir qué tan fácil o difícil sería separar las dos hebras usando esta propiedad.
Si continúas aprendiendo sobre genética, verás cómo el emparejamiento de bases complementarias juega un papel clave en muchos procesos celulares importantes como la duplicación del ADN, la síntesis de ARN, saber qué aminoácidos usar para sintetizar proteínas, etc.
Sistema basado en clases: definición y explicación
Resumen de la lección
El ADN es una molécula extraordinaria que contiene toda la información genética necesaria para crear un organismo. Consiste en dos hebras o cadenas de nucleótidos , que se ordenan en el espacio de tal manera que las bases nitrogenadas A y C son siempre opuestas a T y G, respectivamente. Esto significa que solo son posibles dos tipos de pares de bases : GC (o CG) y AT (o TA). Esta disposición específica de las bases nitrogenadas se conoce como emparejamiento de bases complementarias y es un principio clave de la organización del ADN.
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