El descubrimiento de la estructura del ADN.

 

Muchas macromoléculas biológicas no son cristalinas, sin embargo, un importante grupo de macromoléculas fibrosas tal como el ADN o varias de las que componen el cito esqueleto, forman fibras orientadas en el cual los ejes de las estructuras poliméricas largas son paralelas entre si. Con frecuencia, como el caso de las fibras musculosas, esta orientación es intrínseca, para su determinación se usa un sistema simple, las fibras orientadas se colocan a un ángulo recto de un rayo X colimado y el modelo obtenido en una fotografía esta a unos pocos centímetros de la fibra.

En el caso cristalino, que en el ADN se llama forma A, las largas moléculas fibrosas, micro cristales finos comparten un eje común, denominado eje c, estos se distribuyen aleatoriamente alrededor del eje, con el resultado que se ve en la siguiente fotografía, en el lado izquierdo, que es equivalente a tomar un largo cristal y bobinarlo o hacerlo girar alrededor de su eje durante la exposición a los rayos X.

Todas las reflexiones de Bragg, son registradas al mismo tiempo, estas reflexiones son agrupadas a lo largo de líneas o capas, repeticiones de esta estructura a lo largo de este eje c.

En el caso de la forma no cristalina del ADN, forma B, las largas moléculas fibrosas se distribuyen paralelas unas de otras pero cada molécula toma una orientación aleatoria alrededor del eje c. El modelo de difracción resultante se basa en capas y líneas, las cuales reflejan la repetición periódica de las moléculas fibrosas.  

Cuando James Watson vio la imagen de difracción de rayos X tomada por Rosalind Franklin, comprendió inmediatamente la estructura de esta molécula, esta foto tiene poca semejanza con una doble hélice.

 

Franklin utilizó una técnica llamada difracción de rayos X para fotografiar a la molécula del ADN, esta técnica puede crear imágenes  de pequeñas estructuras como moléculas, porque la longitud de onda de la radiación X es tan chica como la separación entre átomos, produciéndose reflexiones en los mismos. Los rayos X pasan a través del ADN se reflejan a su paso,  se dispersan o se difractan en diferentes direcciones, cuando los rayos X salen del conjunto llevan un modelo del mismo que impresionan una película fotográfica.

Franklin dirigió los rayos a una fibra suspendida verticalmente de un espesor de un pelo, que contiene millones de filamentos de la forma B o mojada del ADN del timo (glándula endocrina de los vertebrados, que participa en la función inmunitaria a través de los linfocitos T)

 de un becerro, descubierta por Franklin, la forma B del ADN, es la que se encuentra en las células vivientes.

 

Al ver estas imágenes Watson y Francis Crack pudieron determinar la estructura del ADN. Diversos fundamentos de las leyes de la difracción deben aplicarse para deducir la estructura molecular.

 

La letra X. 

Las leyes de la difracción establecen que cuando los rayos X se mueven a través una forma helicoidal, se difractan en ángulos perpendiculares a la hélice, creando una forma en letras en el modelo fotografiado.

Watson inmediatamente reconoció este detalle de la estructura helicoidal  en el modelo, aunque no vio de inmediato la otra hélice.

 

 

 

Los diamantes.

 

Arriba y debajo de la X central y a los costados de la misma, hay cuatro formas casi regulares que recuerdan a formas de diamantes. A los expertos en esta técnica les dice que la forma en letra X se repite arriba y abajo del cuerpo central de la X, indicando una continuación de la helice.

Tambien se conoce que la estructura diamante proviene de una serie regular, a lo largo del eje molecular, de los grupos azucar fosfato del que esta formado espina dorsal del ADN. Finalmente ellos pensaron que el color blanco claro de los diamantes superior e inferior, en oposición a los diamantes mas oscuros de cada lado, indican que la espina dorsal azucar fosfato estan afuera de la molécula y las bases adentro.

 

 

 

La repetición del modelo de las X, es una indicación de la miríada de fibras de ADN, fotografiadas al mismo tiempo,

 

 

 

 

Lineas.

 

Las lineas o franjas, que se ven en la fotografia,

 

 

resultan de la dispersión de los rayos X por las secciones de la hélice , cuando los rayos X entran en contacto con las secciones de la hélice la dispersión produce franjas horizontales.

Las mediciones realizadas sobre la base de este análisis revela las medidas de esta estructura,

 

 

 

 

 

 

Eduardo Ghershman, 28.4.2007

 

Enlaces.

 

Funcionamiento del ADN, la historia de su descubrimiento e identificación.

 

Galileo.

 

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