Los científicos en general, no aceptaron el ADN como el material genético hasta 1953, cuando el científico estadounidense James Watson y el científico británico Francis Crick, trabajando ambos en Inglaterra, propusieron un modelo para su estructura que tenía un poder explicativo extraordinario. La historia de cómo se descubrió la estructura del ADN es uno de los capítulos más notables de la historia de la biología moderna
En 1952, James Watson y Francis Crick formaban parte del pequeño grupo de científicos que estaban convencidos de que el ADN era el material genético y de que el conocimiento de su estructura tridimensional les proporcionaría pistas valiosas sobre cómo funcionaba. Trabajando en la Universidad de Cambridge, en Inglaterra, se aproximaron al rompecabezas construyendo modelos en alambre de estructuras posibles. Durante años, se pensaba que el ADN era un polímero largo con un esqueleto de azúcares repetidos (desoxiribosas) y unidades de fosfato y una base nitrogenada unida a cada azúcar. Para construir su modelo Watson y Crick se basaron en que a pH fisiológico las bases A, G, C y T existen en unas formas particulares que permiten la formación de puentes de hidrógeno específicos entre parejas.
Sin embargo, la evidencia experimental más importante, vino del patrón de difracción de rayos X del ADN obtenido por Rosalind Franklin, que estaba trabajando en el King’s College de Londres. La imagen de Franklin indicaba que el ADN era una estructura helicoidal, y basándose en la información proporcionada por esta imagen, Watson y Crick propusieron finalmente un modelo de ADN que consistía en dos hebras entrelazadas, una doble hélice.
En este sentido, en el modelo doble hélice de Watson y Crick, los esqueletos de azúcar fosfato de las dos hebras están en el exterior de la hélice, y las bases miran hacia el interior, hacia el centro de la hélice, formando los escalones de una escalera circular a la que se parece la estructura. La hélice es dextrógira, esto significa que la hélice se curva «hacia arriba» y hacia la derecha (fíjese en que esto es cierto, incluso si se pone el diagrama al revés). Además, contiene diez pares de nucleótidos por vuelta y avanza 0,34 nm por cada par de nucleótidos. Consecuentemente cada vuelta completa de la hélice añade 3,4 nm a la longitud de la molécula. El diámetro de la hélice es de 2 nm. Esta distancia es demasiado pequeña para dos purinas y demasiado grande para dos pirimidinas, pero se ajusta bien para una purina y una pirimidina, de acuerdo con las reglas de Chargaff.
En otras palabras, se necesita el par purina-pirimidina por consideraciones estéricas. Las dos hebras se sostienen por puentes de hidrógeno entre las bases de hebras opuestas. Además, los puentes de hidrógeno que mantienen juntas las dos hebras de la doble hélice sólo ajustan cuando se forman entre la base adenina (A) en una de las cadenas y timina (T) en la otra, o entre la base guanina (G) en una cadena y citosina (C) en la otra. Esto significa que la secuencia de bases en una cadena determina la secuencia de bases de la cadena opuesta; además, se dice que las dos cadenas de la doble hélice de ADN son complementarias. Ese modelo explica por qué Chargaff había observado que las moléculas de ADN contienen cantidades iguales de las bases A y T que de las bases G y C.
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