Organização Física, Molecular ou Geométrica do DNA (612 Words)

Notas úteis sobre organização física, molecular ou geométrica do DNA!

A primeira pessoa a pensar na estrutura tridimensional do DNA foi WT Astbury, que por seus estudos de cristalografia de raios-X da molécula de DNA concluiu que, em 1940, porque o DNA tem alta densidade, seu polinucleotídeo era uma pilha de nucleotídeos planos, cada um deles. da qual foi orientada perpendicularmente ao longo eixo da molécula e estava situada a cada 3, 4 A ao longo da pilha.

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Os estudos de cristalografia de raios X de Astbury foram continuados por Wilkins e seus associados (1953), que conseguiram preparar fibras de DNA altamente orientadas que lhes permitiam obter uma fotografia de difração de raios-X. Uma de suas associadas, Rosalind Franklin, obteve uma fotografia de DNA de difração de raios X superior que confirmou a inferência anterior de Astbury sobre a distância internucleotídica de 3, 4 A e sugeriu uma configuração helicoidal para a molécula de DNA.

Watson e Crick, que já estavam envolvidos na construção de algum modelo adequado para a estrutura do DNA, quando observaram a imagem de Franklin da molécula de DNA, eles imediatamente utilizaram essa informação na construção de um modelo molecular para o DNA. Em abril de 1953, Watson e Crick publicaram suas conclusões sobre a estrutura do DNA na mesma edição da "Nature", na qual Wilkins e seus colegas apresentaram a evidência de raios X para essa estrutura.

Considerações de Watson e Crick na construção da estrutura helicoidal dupla da molécula de DNA:

Watson e Crick concluíram diretamente da fotografia de difração de raios X do DNA tirada por Franklin que (1) a cadeia polinucleotídica do DNA tem a forma de uma hélice regular, (2) a hélice tem um diâmetro de cerca de 20 A e (3) a hélice faz uma volta completa a cada 3, 4 A ao longo do seu comprimento e, portanto, uma vez que a distância internucleotídica é de 3, 4 A, consiste numa pilha de dez nucleótidos por turno.

Considerando a densidade conhecida da molécula de DNA, Watson e Crick concluíram que a hélice deve conter duas cadeias polinucleotídicas, ou duas pilhas de dez nucleotídeos por vez, uma vez que a densidade de um cilindro de 20 A de diâmetro e 34 A seria longa demais. baixa se continha apenas uma pilha de dez, e muito alta se continha três ou mais pilhas de dez nucleotídeos cada.

Antes de tentar organizar estas duas cadeias polinucleotídicas numa hélice regular das dimensões requeridas, contudo, Watson e Crick colocaram uma restrição adicional no seu modelo - uma restrição que deriva do seu conhecimento de que o ADN é, afinal, o material genético.

Se o DNA deve conter informações de hereditariedade para que eles raciocinassem, e se essa informação é inscrita como uma seqüência específica das quatro bases ao longo da cadeia polinucleotídica, então a estrutura molecular do DNA deve ser capaz de acomodar qualquer seqüência arbitrária de bases ao longo de suas cadeias polinucleotídicas. . Caso contrário, a capacidade do DNA como um portador de informações seria muito severamente limitada.

Assim, sentiram a necessidade de construção de uma tal hélice regular que, embora composta de duas cadeias polinucleotídicas contendo uma sequência arbitrária de bases nucleotídicas a cada 3, 4 A ao longo do seu comprimento, teria, no entanto, um diâmetro constante de 20 A.

Como a dimensão do anel de purina é maior que a do anel de pirimidina, Watson e Crick tiveram a idéia de que a hélice de duas cadeias poderia ter um diâmetro constante se houvesse uma relação complementar entre as duas pilhas de nucleotídeos. pilha abriga uma base de purina e o outro uma base de pirimidina.

Finalmente, para dotar a hélice de estabilidade termodinâmica, a estrutura teria amplas oportunidades para a formação de ligações de hidrogênio entre hidrogênio e ceto-oxigênios amino ou hidroxila ou imuno-nitrogênios das purinas e bases de pirimidina. Essas considerações os levaram a construir um modelo de dupla hélice para a estrutura molecular da molécula de DNA.