Conceito de Cadeia dupla de ADN
A determinação da estrutura de ADN por
James Watson (1928 - ) e Francis Crick (1916 - 2004) em 1953 marca o
nascimento da biologia molecular moderna. A estrutura Watson-Crick do
ADN é de muita importância, porque, para além de mostrar a estrutura da
molécula central da vida, sugere o mecanismo de hereditariedade. O feito
de Watson e Crick, que está avaliado com um dos maiores acontecimentos
científicos, juntou diversos resultados de diferentes estudos:
1) A regra de Chargaff. Na altura, as
relações A = T e G = C não estavam bem explicadas, tendo o próprio Erwin
Chargaff (1905 - 2002) não dado enfâse a este facto.
2) A forma tautomérica correta das bases.
Estudos de raios-X, ressonância magnética nuclear (RMN) e de
espetroscopia provaram que as bases dos ácidos nucleicos têm formas ceto
tautoméricas. O conhecimento das formas tautoméricas dominantes, que era
um pré-requisito para prever a correta associação das ligações de
hidrogénio das bases foi conseguido por Jerry Donohue (1920 - 1985).
3) O ADN é uma molécula helicoidal. Este
facto foi provado por uma fotografia de difração de raios-X do ADN
tirada por Rosalind Franklin (1920 - 1958). A descrição da fotografia
permitiu a Crick concluir que a) o ADN é uma molécula helicoidal e b)
que as bases aromáticas formam um conjunto de ringues paralelos que são
paralelos ao eixo da fibra.
Estas informações somente forneceram
alguns aspetos que guiaram à elucidação da estrutura de ADN. Muito da
imaginação de Watson e Crick é que permitiu a construção do modelo que
prevê a estrutura do ADN.
A estrutura Watson-Crick do ADN tem as
seguintes características:
1) Consiste em duas cadeias
polinucleótidas que dobram sobre um eixo comum com uma torção que forma
uma dupla hélice com um diâmetro de 20 Å. As duas cadeias são
antiparalelas e dobram-se uma na outra, não as conseguindo separar sem
se desdobrar a hélice. As bases ocupam o centro da hélice e os açúcares
ligados aos fosfatos estão na periferia, diminuído a repulsão dos grupos
de fosfato carregados negativamente;
2) O plano das bases é praticamente
perpendicular ao eixo da hélice. Cada par de base está ligado por
ligações de hidrogénio. São estas ligações, um fenómeno conhecido como
complementaridade de par de bases, que resulta numa associação
específica das duas cadeias da dupla hélice;
3) A hélice de ADN ideal tem 10 pares de
bases (pb) por volta (uma terção de hélice de 36o por pb).
A característica mais impressionante da
estrutura Watson-Crick é que só considera dois tipos de par de bases:
cada resíduo de adenina tem que emparelhar com um resíduo de timina e
vice-versa, e cada resíduo de guanina tem que emparelhar com um resíduo
de citosina e vice-versa. A estrutura de ADN possui duas depressões de
diferentes dimensões uma vez que 1) a zona superior do par de base é
estruturalmente distinta da inferior; e 2) os resíduos da desoxirribose
são assimétricos. Embora, a estrutura B do ADN seja, de longe, a mais
prevalente na célula, existem outras estruturas distintas tanto para o
ADN como para o ARN.
Outros assuntos relacionados:
- Ácido nucleico
- Replicação do ADN
- Raios-X
- Ressonância magnética nuclear
- Espetroscopia
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