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eseamos sugerir una estructura para la sal del ácido desoxirribonucleico (DNA). Esta estructura tiene rasgos novedosos de un considerable interés biológico. Una estructura para los ácidos nucleicos ya ha sido propuesta por Pauling y Corey. Ellos amablemente pusieron a nuestra disposición su manuscrito con antelación a su publicación. Su modelo consiste en tres cadenas entrelazadas, con los fosfatos cerca del eje de fibra, y las bases en el exterior. En nuestra opinión, esta estructura es insatisfactoria por dos motivos: (1) Creemos que el material que origina los diagramas de rayos X es la sal, no el ácido libre. Sin los protones no está claro que fuerzas podrían mantener unida la estructura, especialmente cuando los fosfatos cercanos al eje cargados negativamente se repelerían entre sí. (2) Algunas de las distancias de van der Waals parecen ser demasiado pequeñas. Otra estructura de tres cadenas ha sido también sugerida por Fraser (en prensa). En su modelo los fosfatos están en el exterior y las bases en el interior, unidas entre sí por puentes de hidrógeno. Esta estructura así descrita está bastante mal definida y por esta razón no la comentaremos. Deseamos proponer una estructura radicalmente diferente para la sal del ácido desoxirribonucleico. Esta estructura tiene dos cadenas helicoidales, enrolladas en torno al mismo eje. (ver diagrama). Nosotros hemos hecho las habituales suposiciones químicas, a saber, que cada cadena consiste en grupos fosfodiéster que unen residuos de β-D-desoxirribofuranosa mediante uniones 3', 5'. Las dos cadenas (pero no sus bases) están relacionadas mediante uniones perpendiculares al eje de fibra. Ambas cadenas siguen hélices a derechas, pero la secuencia de átomos en las dos cadenas corren en direcciones opuestas. Cada cadena se asemeja en parte al modelo nº1 de Furberg; es decir, que las bases están en el interior de la hélice y los fosfatos en el exterior. La configuración del azúcar y de los átomos de alrededor es cercana a la configuración estándar de Furberg, con el azúcar situado prácticamente perpendicular a la base enlazada. Hay un residuo en cada cadena cada tres o cuatro Amstrongs en la dirección del eje "Z". Nosotros hemos supuesto un ángulo de 36º entre residuos adyacentes de la misma cadena, de modo que la estructura se repite cada diez residuos en cada cadena, esto es, cada 34 Amstrongs. La distancia de un átomo de fósforo respecEsta figura es puramente to al eje de fibra es de 10 Amstrongs. Como esquemática. Los dos lazos simbolizan las dos cadenas los fosfatos están en el exterior, los cationes azúcar-fosfato, y las barras tiene un acceso fácil a ellos. horizontales, los pares de bases que mantienen las cadenas juntas. La línea vertical marca el eje de la fibra.

La estructura es abierta, y su contenido en agua es bastante alto. Para contenidos menores de agua, nosotros esperaríamos que las bases se inclinaran de modo que la estructura podría compactarse más. El rasgo novedoso de la estructura es el modo por el cual las dos cadenas son mantenidas juntas por las bases púricas y pirimidínicas. Los planos de las bases son perpendiculares al eje de fibra. Están reunidas en pares, estando una base de una cadena enlazada mediante un puente de hidrógeno con una base de la otra cadena, de modo que las dos se sitúan una junto a otra con idénticas coordenadas en el eje "z". Uno de los miembros del par debe ser una base púrica y la otra una base pirimidínica para que la unión se produzca. Los puentes de hidrógeno se producen de la siguiente forma: posición 1 de la púrica con la posición 1 de la pirimidínica; posición 6 de la púrica con la posición 6 de la pirimidínica. Si se asume que las bases sólo aparecen en la estructura en las más probables formas tautoméricas (es decir, configuraciones con grupos cetona con preferencia a las configuraciones con grupos enol), se encuentra que sólo pares específicos de bases pueden enlazarse juntos. Estos pares son: adenina (púrica) con timina (pirimidínica) y guanina (púrica) con citosina (pirimidínica). En otras palabras, si una adenina constituye un miembro de un par, en cualquier cadena, según estas premisas el otro miembro tiene que ser timina; de modo similar para la guanina y la citosina. La secuencia de bases de una cadena individual no parece estar restringida de ningún modo. Sin embargo, si solo pares específicos de bases se pueden formar, esto supone que si la secuencia de bases de una cadena individual es dada, la secuencia de la otra cadena esta automáticamente determinada. Se ha hallado de forma experimental que la proporción de adeninas a timinas, y la proporción de guaninas con citosinas, están siempre muy cercanos a la unidad para el ácido desoxirribonucleico. Es probablemente imposible construir esta estructura con un azúcar ribosa en lugar de desoxiribosa ya que el átomo extra de oxígeno haría demasiado cercano un contacto por fuerzas de van der Waals. Los datos de rayos X previamente publicados del ácido desoxirribonucleico son insuficientes para un riguroso test de nuestra estructura. Hasta donde sabemos es altamente compatible con los datos experimentales, pero debe ser considerado como no comprobado hasta que haya sido examinada frente a resultados más exactos. Algunos de estos resultados han sido publicados recientemente. No conocíamos los detalles de los resultados presentados cuando concebimos nuestra estructura, la cual se basa principalmente aunque no enteramente en los datos experimentales publicados y en los argumentos estereo-químicos. No se nos escapa que el específico emparejamiento propuesto sugiere inmediatamente un posible mecanismo de copia del material genético. Todos los detalles de la estructura, incluyendo las condiciones supuestas para su construcción, junto con un conjunto de coordenadas para los átomos, serán publicados aparte. Estamos en deuda con el Dr. Jerry Donohue por su constante consejo y crítica, especialmente en las distancias interatómicas. También hemos sido estimulados por el conocimiento de la naturaleza general de los resultados e ideas no publicadas del Dr. M.H.F. Wilkins, Dr. R. E. Franklin y sus colaboradores en el colegio King de Londres. Uno de nosotros (J.D.W) ha sido ayudado por un grupo de la Fundación Nacional para la Parálisis Infantil.

(Traducción realizada por Ana María Castaño León - 2º Bach A)

J.D WATSON F.H.C. CRICK


original papers

NATURE | VOL 421 | 23 JANUARY 2003 | www.nature.com/nature

Š 2003 Nature Publishing Group

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Š 2003 Nature Publishing Group

NATURE | VOL 421 | 23 JANUARY 2003 | www.nature.com/nature

watsoncrickADN  

(Traducción realizada por Ana María Castaño León - 2º Bach A) Esta figura es puramente esquemática. Los dos lazos simbolizan las dos cadenas...