¿Por qué las cadenas de ADN son antiparalelas?

Gracias por preguntar a Abhinav. No creo que mi respuesta te convenza. Esta pregunta también me ha perseguido.

Bueno, en 1945, cuando Watson y Crick propusieron la estructura del ADN, tuvieron que decidir si las dos cadenas tenían que ser paralelas o antiparalelas. La estructura antiparalela era mucho más convincente para ellos que la estructura paralela. Estudios posteriores con ADN polimerasa proporcionaron evidencia experimental de que las hebras son antiparalelas y esto finalmente se demostró correcto mediante estudios de rayos X.

El ADN paralelo existe. Esta posibilidad nunca fue descartada. También hay evidencias experimentales. Verá, el ADN Triplex tendrá al menos una cadena que será paralela. Pero puedes pensar en ellos como algo raro. Se encuentran en algunas regiones locales de ADN, se han localizado en E. coli (ARNm) y en el genoma de Drosophila.

Casi todos los estudios sobre ADN paralelo se realizan sintetizando artificialmente ADN paralelo. Quería ofrecerle una buena comparación entre estructuras paralelas y antiparalelas, pero las características estructurales del ADN paralelo todavía están bajo investigación.

Algunas de las cosas que descubrí sobre las estructuras paralelas son:

  1. son menos estables; en 0.22 a 0.64 kcal / mol dependiendo de las condiciones iónicas, pero estable a pH bajo.
  2. No muestran el emparejamiento de bases de Watson-crick, sino el emparejamiento de bases hoogsteen (tengo la sensación de que ya lo sabías)
  3. el grupo aceptor de protones de la base está expuesto y accesible a proteínas / ligandos / solventes, etc.
  4. El concepto de surcos mayores y surcos menores se pierde en hebras paralelas.

Entonces, respuesta general: hicimos una suposición, realizamos experimentos y los resultados confirmaron que las hebras son antiparalelas.

La respuesta a esta pregunta está en el proceso de replicación del ADN.

En primer lugar, la ADN polimerasa es capaz de replicar ambas cadenas simultáneamente a través de cadenas principales y secundarias, lo que no sería posible si las cadenas fueran paralelas.

En segundo lugar, si la estructura del ADN fuera paralela, el enlace de hidrógeno no sería posible, ya que los pares de bases no se emparejarían de la manera conocida.

También puede consultar este video para tener una visión detallada del proceso de replicación.

Debido a la naturaleza complementaria de los pares de bases.

  1. Es importante que las interacciones CG tengan tres enlaces H, y AT tenga dos enlaces H, para mantener estos emparejamientos específicos y este enlace de hidrógeno solo es posible cuando hay hebras antiparalelas
  2. las bases nitrogenadas están unidas al primer carbono del azúcar desoxirribosa, y dado que el interior del dúplex de ADN tiene que ser hidrófobo y los fosfatos hidrofílicos hacia el exterior, y por lo tanto los pares de bases nitrogenadas contribuyen a la hidrofobicidad, por lo tanto, las hebras deben ser antiparalelas .

Son antiparalelos porque hacen una mayor afinidad para unirse o permanecer intactos entre sí sin ningún factor externo.