¿Qué pasaría si A intentara unirse con C o G en lugar de T?

Las nucleobases pueden interactuar entre sí de varias maneras. En general, cuando pensamos en el emparejamiento de bases, pensamos en interacciones entre el borde Watson-Crick del nucleótido.

Sin embargo, dependiendo de la orientación y los ángulos con los que se colocan los nucleótidos entre sí, hay hasta 12 tipos diferentes de interacciones que un nucleótido puede tener con otro.

Para comenzar, un nucleótido en realidad tiene tres interfaces únicas que pueden tener contactos de enlace de hidrógeno. El Watson-Crick Edge es la interfaz canónica de emparejamiento de bases, pero el Hoogsteen Edge de la purina y el CH Edge de la pirimidina también son interfaces viables. Finalmente, está el Sugar Edge que incluye el 2’OH de la ribosa. Usando la nomenclatura de la estructura del ADN, esto también es representativo de los lados Major Groove y Minor Groove.

Además, puede haber un cambio adicional en la orientación si los enlaces glucosídicos son cis o trans el uno del otro. En el ADN y ARN en forma A y en forma B, los enlaces estarán en la configuración cis . No es que sea suficiente, los hilos pueden ser paralelos o antiparalelos. [1]


Cuando resumimos todos estos tipos posibles de interacciones, obtenemos 12 posibilidades según lo definido por la convención de Leontis y Westhof. [1]

En las estructuras de ARN, solo el 60% de los pares de bases son en realidad pares de bases canónicos de Watson-Crick en la configuración antic cis WC / WC. Una gran parte de por qué las predicciones de la estructura terciaria son tan difíciles. En total, debe haber 16 × 12 = 192 posibles tipos de emparejamientos.

Al observar todas las diversas estructuras de cristal y estructuras de RMN, se han visto 128 de ellas. Otros 16 se han observado en modelos computacionales. Un resumen de las 192 posibles interacciones se muestra en la siguiente figura. [2]

Para responder directamente a la pregunta, qué sucede si A intenta unirse con C o G, depende de cómo interactúa, pero aquí hay algunas estructuras de pares A: G y A: A vistos en el ribosoma [3] [4]:

a. Azúcar: Hoogsteen cis
C. WC: WC cis
mi. Hoogsteen: WC cis
yo. Azúcar: azúcar trans
j. WC: WC trans
k. WC: Hoogsteen trans

Una consecuencia importante de estas estructuras alternativas es que ya no puede adoptar una forma de A o una hélice de forma B. Pero aún es posible tener un enlace AG o AC.

[1] Nomenclatura geométrica y clasificación de pares de bases de ARN.
[2] Los pares de bases no Watson-Crick y su isostericidad asociada m …
[3] [correo electrónico protegido] : A: A y A: G pares de bases en los extremos de 16 S y 23 …
[4] [correo electrónico protegido]

No encajará creando un pequeño bulto en la columna vertebral de doble hélice y un pequeño espacio entre las filas de pares de bases.

Esto fue explotado en un par de técnicas de laboratorio que usé hace más de veinticinco años (no tengo idea si todavía están empleadas, la tecnología se ha movido rápidamente en genética).

Lo que debe hacer es PCR en el mismo tramo de ADN de dos fuentes diferentes, ‘derretirlas’, es decir, calentarlas lo suficiente como para que todas sus hélices dobles se desenreden y se conviertan en hebras individuales, luego se enfríen lo suficientemente lentamente como para que las dobles hélices se reforman en lugar de emparejar bolas nudosas de una sola hebra, pero no tan lentamente que cada hebra coincida con su secuencia exactamente opuesta. Debería terminar con hélices formadas por una cadena de cada fuente, que bien puede tener exactamente este tipo de desajuste cuando un par de bases es diferente.

Luego intenta detectar dónde están los desajustes. El tetróxido de osmio hizo el truco al encajar en los huecos y cortar la doble hélice. Electroforesis la muestra y obtienes fragmentos que te dicen exactamente qué tan lejos estaba la falta de coincidencia, pero OsO4 era una sustancia sangrienta y horrible con la que trabajar y esto estaba anticuado incluso cuando lo usé.

Si fueras muy, muy cuidadoso, podrías desenredar los soportes al colocarlos en un gel sobre un gradiente de temperatura. Las hélices que no coinciden se derretirían y se detendrían en el gel ligeramente antes que las perfectamente combinadas ya que tenían menos enlaces de hidrógeno que las mantenían juntas. Es difícil de hacer, pero lo puse a trabajar, aunque los polimorfismos de conformación de un solo hilo (un poco torpes, pero básicamente hebras simples secuenciadas de forma ligeramente diferente que hacen bolas nudosas de diferentes formas cuando se enfrían rápidamente) fueron un poco más confiables.

Supongo que en estos días la secuenciación es tan fácil con los secuenciadores automáticos que simplemente ejecutarías durante toda la noche y la computadora te diría el puntaje por la mañana.

Lo que debe hacer es PCR en el mismo tramo de ADN de dos fuentes diferentes, ‘derretirlas’, es decir, calentarlas lo suficiente como para que todas sus hélices dobles se desenreden y se conviertan en hebras individuales, luego se enfríen lo suficientemente lentamente como para que las dobles hélices se reforman en lugar de emparejar bolas nudosas de una sola hebra, pero no tan lentamente que cada hebra coincida con su secuencia exactamente opuesta. Debería terminar con hélices formadas por una cadena de cada fuente, que bien puede tener exactamente este tipo de desajuste cuando un par de bases es diferente. Luego intenta detectar dónde están los desajustes. El tetróxido de osmio hizo el truco al encajar en los huecos y cortar la doble hélice. Electroforesis la muestra y obtienes fragmentos que te dicen exactamente qué tan lejos estaba la falta de coincidencia, pero OsO4 era una sustancia sangrienta y horrible con la que trabajar y esto estaba anticuado incluso cuando lo usé. Si fueras muy, muy cuidadoso, podrías desenredar los soportes al colocarlos en un gel sobre un gradiente de temperatura. Las hélices que no coinciden se derretirían y se detendrían en el gel ligeramente antes que las perfectamente combinadas, ya que tenían menos enlaces de hidrógeno que las mantenían juntas. Es difícil de hacer, pero lo puse a trabajar, aunque los polimorfismos de conformación de un solo hilo (un poco torpes, pero básicamente hebras simples secuenciadas de forma ligeramente diferente que hacen bolas nudosas de diferentes formas cuando se enfrían rápidamente) fueron un poco más confiables.

Bueno, tales emparejamientos ocurren ocasionalmente cuando las bases cambian temporalmente a otro tautómero, y probablemente sea la causa de parte de la tasa de mutación espontánea.