Medicina

Estructura molecular de los ácidos nucleicos
James Watson y Francis Crick (1953) Nature, 171, 737-8 Queremos proponer una estructura para la sal del ácido desoxirribonucleico (ADN). Esta estructura posee unas características nuevas que tienen un considerable interés biológico.Pauling y Corey ya propusieron una estructura para el ácido nucleico. Nos ofrecieron amablemente su artículo antes depublicarlo. Su modelo consistía en tres cadenas alternadas que formaban una estructura común, cuyos grupos fosfatos estaban situados cerca del eje de simetría de la estructura y las bases estaban dirigidas hacia el exterior. En nuestra opinión esta estructura es insatisfactoria por dos razones: 1) Nosotros creemos que el material que da los diagramas de rayos X es la sal, no el ácido libre. Sin losátomos de hidrógeno ácidos no está claro cuales son las fuerzas que mantienen unida la estructura, en especial si se considera que los fosfatos negativos, situados cerca del eje, se repelen entre sí. 2) Algunas de las distancias de van der Waals parece que son demasiado cortas.Faser también ha sugerido una estructura de tres cadenas (en prensa). En su modelo los fosfatos están situados hacia elexterior y las bases hacia el interior, unidas entre sí por enlaces de hidrógeno. La estructura descrita de esta forma no queda claramente definida y por esta razón no la comentaremos. Nosotros queremos avanzar una estructura radicalmente distinta para la sal del ácido desoxirribonucleico. Esta estructura posee dos cadenas helicoidales cada una de ellas enrollada alrededor del mismo eje (véasediagrama). Hemos hecho las suposiciones químicas normales, es decir, que cada cadena está formada por grupos fosfato diéster unidos a restos de p-D-desoxirribofuranosa por enlaces 3', 5'. Las dos cadenas (pero no sus bases) están relacionadas por un eje de simetría de 180 ° perpendicular al eje de la estructura. Ambas cadenas son hélices que giran hacia la derecha, pero debido al eje de simetría de 180°las secuencias de los átomos en las dos cadenas van en direcciones opuestas. Cada cadena se parece vagamente al modelo N.° 1 de Furberg; es decir, las bases están en el interior de la hélice y los fosfatos en el exterior. La configuración del azúcar y de los átomos vecinos es parecida a la «configuración estándar» de Furberg, estando el azúcar en posición mas o menos perpendicular a la base a laque está unido. En cada cadena hay un resto cada 3,4 Å en dirección z. Suponemos que existe un ángulo de 36° entre dos restos adyacentes de la misma cadena, de tal manera que la estructura se repite cada 10 restos en cada cadena, es decir, cada 34 Å. Ya que los fosfatos están situados hacia el exterior, son fácilmente accesibles para los cationes. Esta estructura es una estructura abierta, y sucontenido en agua es bastante elevado. Si el contenido en agua fuera más bajo esperaríamos que las bases adoptaran una cierta inclinación de modo que sería más compacta. La característica nueva de esta estructura es la forma en que las dos cadenas se mantienen unidas por las bases purínicas y pirimidínicas. Los planos de las bases son perpendiculares al eje de la estructura. Las bases se unen apares, una base de una cadena establece un enlace de hidrógeno con otra base de la otra cadena, de modo que las dos están situadas una al lado de otra y tienen las mismas coordenadas z. Una de las bases que forman el par debe ser una purina y la otra una

pirimidina para que pueda tener lugar el enlace. Los enlaces de hidrógeno se establecen como sigue: la purina de la posición 1 con la pirimidina dela posición 1; la purina de la posición 6 con la pirimidina de la posición 6. Si suponemos que las bases sólo pueden hallarse en la estructura en las formas tautoméricas más plausibles (es decir, en las configuraciones ceto y no en las enólicas) encontramos que sólo pueden enlazarse unos determinados pares de bases. Estos pares son: adenina (purina) con timina (pirimidina) y guanina (purina)...