biologgy

Genètica:


Estructura i replicació del DNA:

El descobriment de l'estructura del DNA per J.Watson i F.Crick, en 1953, va ser un dels descobriments més excitants de l'historia de la Genètica.

El que es coneixia fins llavors sobre els gens i el DNA era:
1. Es sabia que els gens (factors hereditaris descrits per Mendel) estaven associats a caràcter concrets, però es desconeixia la sevanaturalesa física.
2. La teoria "un gen – un enzim" postulava que els gens controlen l'estructura de les proteïnes.
3. Es sabia que els gens estaven en els cromosomes.
4. Es va descobrir que els cromosomes eren un conjunt de DNA i proteïnes.

Encara que la estructura del DNA era desconeguda, si que es coneixia la seva composició, la qual es va veure que eren quatre molècules bàsiques,anomenades nucleòtids, idèntiques entre sí, excepte per contenir una base nitrogenada diferent cada una.
Cada nucleòtid està constituït per fosfat, desoxiribosa (sucre) i una de les quatre bases, que poden ser: adenina, guanina, citosina i timina. Dos de les bases, adenina i guanina, són d'estructura similar i es denominen purines. Les altres dos, citosina i timina, també són similars i s'anomenenpirimidines.

·L'hèlix doble
L'estructura que Watson i Crick van dissenyar a partir de les dades obtingudes en els seus experiments va ser d'una hèlix doble, semblant a dos molles entrelligades. Cada hèlix és una cadena de nucleòtids units per enllaços fosfodiesters, en els que el grup fosfat forma un pont entre els OH de dos residus de sucre adjacents. Les dues molles es mantenen juntes mitjançantponts d'hidrogen, en els que dos àtoms electronegatius comparteixen un protó entre les bases.
Els ponts d'hidrogen es formen entre parells de bases; cada parell de bases consisteix en una purina i una pirimidina, emparellades segons la regla següent: G s'emparella amb C i A amb T.

Les dues cadenes corren en direccions oposades; es diu que són antiparal·leles, i una es denomina 5' – 3' il'altre 3' – 5'.

·Replicació del DNA
La transmissió fidedigna de l'informació hereditària depèn de la replicació exacte del material genètic.

Replicació semiconservativa:
Imaginem-nos que la doble hèlix és com una cremallera que s'obre a partir d'un extrem. Veiem que, si l'analogia de la cremallera es valida, el desenrotllament de les dos cadenes deixara exposada les bases de cada una d'elles.Degut a l'estricta restricció d'emparellament imposada per l'estructura del DNA, cada base exposada s'emparellara només amb la seva complementaria. Degut aquesta complementarietat de bases, cada una de les cadenes actuara com a motlle, o plantilla, i començara a reproduir una hèlix doble idèntica a la que s'havia obert. Es suposa que els nous nucleòtids incorporats provenen de una reserva denucleòtids lliures que estan presents en la cèl·lula.
Segons aquest model, cada molècula filla ha de tenir una cadena de nucleòtids parental i una altre sintetitzada nova.

Experiment de Meselson i Stahl

Un cop revelada l'estructura en doble hèlix complementària de l'ADN restava determinar si aquesta molècula es repartia tal com havien predit o si ho feia d'altra manera. En un principi esplantejaren tres hipòtesis diferents:

1. Semiconservativa. Les dues cadenes de l'ADN "mare" es reparteixen un a cada cèl·lula i una cadena complementaria és sintetitzada a cadascuna d'elles.
2. Conservativa. Se sintetitza una nova còpia de la doble cadena d'ADN i la totalitat és transmesa a una de les cèl·lules i la cadena "mare" es transmesa a l'altra.
3. Dispersiva. Diferents fragments de l'ADN noui vell es barregen en les diferents cadenes repartides a les cèl·lules filles.

El fonament bioquímic sobre el que Meselson i Stahl basaren el seu experiment fou en usar diferents isòtops del nitrogen. El nitrogen és un component abundant en l'ADN, ja que forma part de la fracció de les bases nitrogenades. El 14N és amb escreix l'isòtop més abundant del nitrogen, però l'ADN amb l'isòtop més...