Ya sabemos que el ADN es el material genético a través del cual podemos crear las características de la generación anterior y presentarlas a la siguiente. Entonces, ¿por qué el ADN desempeña un papel genético? Esto está muy relacionado con sus características estructurales y funcionales.
La estructura de la molécula de ADN En las décadas de 1940 y 1950, los científicos ya conocían el ADN.
La molécula es un compuesto polimérico compuesto por cuatro desoxinucleótidos. Sin embargo, aún se desconoce por qué una molécula de ADN compuesta por cuatro desoxinucleótidos puede convertirse en material genético.
Sentirse desconcertado. Por este motivo, muchos científicos apuestan por el estudio de la estructura molecular del ADN.
Medio. En 1953, el científico estadounidense Watson y el científico británico Crick lo propusieron.
Modelo de estructura de doble hélice de la molécula de ADN.
Como se puede ver en el diagrama del modelo estructural de la molécula de ADN, la unidad básica de la molécula de ADN es el desoxinucleótido (imagen). Debido a que solo hay cuatro bases que forman los desoxinucleótidos: adenina (a), guanina (g), citosina (c) y timina (t), existen cuatro tipos de desoxinucleótidos, a saber, adenina desoxinucleótidos, guanina desoxinucleótidos, citosina desoxinucleótidos y timina. desoxinucleótidos. Una molécula de ADN es una cadena larga formada por muchos desoxirribonucleótidos, llamada cadena de polinucleótidos.
Watson y Crick creían que la estructura tridimensional de la molécula de ADN es una doble hélice regular. Las principales características de esta estructura son (1) La molécula de ADN está compuesta por dos hebras que giran en espiral formando una estructura de doble hélice de manera antiparalela. (2) La desoxirribosa y (2) los fosfatos en las moléculas de ADN están conectados alternativamente en el exterior para formar el esqueleto básico que está dispuesto en el interior; (3)3) Las bases de las dos hebras de la molécula de ADN están conectadas mediante enlaces de hidrógeno para formar pares de bases. Existen ciertas reglas para el emparejamiento de bases: A (adenina) debe estar emparejada con T (timina g (guanina); Debe combinarse con C (citosina). Esta correspondencia uno a uno entre bases se denomina principio de emparejamiento de bases complementarias. En la estructura de la molécula de ADN, hay un número fijo de enlaces de hidrógeno entre las bases, es decir, A y T están conectados por dos enlaces químicos (A = T), y G y C están conectados por tres enlaces químicos (G ≡C). Debido a que la molécula de purina (A, G) es más grande que la molécula de pirimidina (C, T), la purina debe emparejarse con la pirimidina para mantener constante la distancia entre las dos largas hebras de ADN. Según el tamaño del espacio ocupado por las moléculas de bases, sólo cuando A y T están emparejados y G y C están emparejados, la longitud de los pares de bases puede ser aproximadamente la misma. Basándose en las características anteriores de la molécula de ADN, Watson y Crick hicieron un modelo de la estructura de doble hélice de la molécula de ADN.
Se puede ver en el modelo de la estructura de doble hélice del ADN que, aunque solo hay cuatro bases que componen la molécula de ADN, el orden de los pares de bases puede cambiar constantemente. Por ejemplo, en los organismos vivos, las moléculas de ADN más cortas tienen alrededor de 4.000 pares de bases y hay 44.000 disposiciones posibles de estos pares de bases. La secuencia de pares de bases representa información genética. Por tanto, las moléculas de ADN pueden almacenar grandes cantidades de información genética. La secuencia cambiante de pares de bases constituye la diversidad de las moléculas de ADN, y la secuencia específica de pares de bases constituye la especificidad de cada molécula de ADN, explicando las causas de la diversidad biológica y la especificidad a nivel molecular. Replicación de las moléculas de ADN La estructura de las moléculas de ADN no solo les permite almacenar una gran cantidad de información genética, sino que también les permite transmitir información genética. La transmisión de información genética se logra mediante la replicación de moléculas de ADN. La replicación de moléculas de ADN se refiere al proceso de sintetizar ADN descendiente utilizando la molécula de ADN original como plantilla. Este proceso se completa primero cuando los cromosomas se replican entre la mitosis y la meiosis.
La replicación del ADN es un proceso de desenrollado y replicación (como se muestra en la figura). Al comienzo de la replicación, la molécula de ADN utiliza primero la energía proporcionada por la célula para desenrollar las dobles hebras de las dos hélices bajo la acción de la helicasa. Este proceso se llama desenrollado. Luego, cada hebra original desenredada se utiliza como plantilla y los cuatro desoxirribonucleótidos del entorno circundante se utilizan como materia prima. Según el principio del apareamiento de bases complementarias, bajo la acción de enzimas relevantes, se sintetiza una cadena hija complementaria a la cadena principal. Con el proceso de desenrollado, las hebras hijas recién sintetizadas continúan extendiéndose y cada hebra hija se enrolla con su correspondiente hebra madre en una estructura de doble hélice, formando así una nueva molécula de ADN.
De este modo, tras la replicación, una molécula de ADN forma dos moléculas de ADN idénticas. Las dos moléculas hijas de ADN recién replicadas se distribuyen en las células hijas mediante división celular. Debido a que cada molécula de ADN recién sintetizada retiene una hebra de la molécula de ADN original, este método de replicación se denomina replicación semiconservativa. Del proceso de replicación del ADN se puede ver que la replicación de la molécula de ADN requiere condiciones básicas como plantillas, materias primas, energía y enzimas. La estructura única de doble hélice de las moléculas de ADN proporciona una plantilla precisa para la replicación y garantiza una replicación precisa mediante el emparejamiento de bases complementarias. La información genética se transmite de padres a hijos mediante la copia de moléculas de ADN, manteniendo así la continuidad de la información genética.
También puedes mirar:/experience/list_shtml (más detalles).