A pesar de lo que generalmente se enseña en la mayoría de las clases de biología de la universidad, el contenido de información del ADN no es el borde Watson-Crick del nucleósido, sino el Hoogsteen y el borde del azúcar.
En una descripción general rápida de la química de los nucleósidos, el nucleósido tiene tres bordes donde existe información química. El Watson-Crick Edge es el lado que la mayoría de las personas conoce y está involucrado con el emparejamiento de bases de Watson-Crick para la replicación del ADN. Hay otros dos bordes, el borde Hoogsteen / CH y el borde Sugar. Ahí es donde se almacena la verdadera información del ADN y por qué un par de bases AT no es lo mismo que un par de bases TA.
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Hay muchas observaciones notables hechas por Watson y Crick en su artículo seminal Molecular Structure of Nucleic Acids . Si bien los historiadores se centran en el emparejamiento de bases Watson-Crick, la hélice derecha y el enlace de 5 ‘a 3’, uno de los aspectos menos discutidos es que los hilos son antiparalelos. Esto tiene la consecuencia de posicionar todos los enlaces glucosídicos en una orientación cis . Hablando coloquialmente, las nucleobases se orientarán en la misma dirección.
Los bordes de Hoogsteen se alinearán para formar lo que se conoce como el surco mayor y los bordes de azúcar se alinearán para formar lo que se conoce como el surco menor. Los restos en esos bordes ofrecerán información química adicional a cualquier molécula que intente reconocerla. Para ver un ejemplo, un par de bases CG proporciona en el surco principal la información química (Hidrógeno, donante de enlaces H, aceptor de enlaces H, aceptador de enlaces H) mientras que el par de bases GC proporciona (aceptador de enlaces H, aceptador de enlaces H , Donante de enlaces H, hidrógeno).
También debe tenerse en cuenta que si bien un par de bases CG es químicamente diferente de un par de bases GC en el surco principal, son químicamente iguales en el surco menor. Bastante genial. [1]
¿Cómo se relaciona todo esto con el ADN en forma A y en forma B? Las diferentes formas de ADN dependen del fruncido de azúcar del anillo de ribosa. Por razones estéricas, el anillo se “arrugará” y los carbonos 3 ‘y 2′ se desplazarán desde el plano del anillo. Como se puede ver, la forma C3’-endo A mantendrá los grupos fosfato más cerca del 3 ‘OH, mientras que la forma C2’-endo B lo mantendrá más.
Dependiendo de la conformación, las estructuras de ADN en forma A y en forma B abren o cierran la accesibilidad de los surcos mayores y menores. Como se muestra a continuación, la forma B compacta la ranura menor y permite un acceso más directo a la ranura principal.
Además, la conformación diferente colocará las ranuras mayor y menor en diferentes estados con respecto al eje central que determina qué tan profundas son las ranuras. Como se muestra a continuación, la forma B colocará las nucleobases en el centro de la hélice. Esto también tuvo la consecuencia de dar un patrón de difracción más limpio como lo descubrió Rosalind Frankling y lo discutió en la respuesta de Akshari Gupta a ¿Cómo se interpreta físicamente los diferentes patrones de difracción entre A-DNA y B-DNA?
Una forma
Forma B
Los factores de transcripción se unen principalmente en estas regiones de surco. A continuación se presentan ejemplos de cuatro motivos diferentes de factores de transcripción que reconocen el surco principal del ADN y es el contenido de información del surco principal el que determina la especificidad de la unión en lugar del emparejamiento de bases de Watson-Crick. [2]
Notas al pie
[1] ADN: estructura molecular
[2] Regulación de la expresión génica
