Imagine que tiene dos hebras finas, cada una de aproximadamente 3 1/4 pies de largo, unidas por fragmentos de un material repelente al agua para formar un hilo. Ahora imagine colocar esa rosca en un recipiente lleno de agua de unos pocos micrómetros de diámetro. Estas son las condiciones que enfrenta el ADN humano dentro del núcleo de una célula. La composición química del ADN, junto con las acciones de las proteínas, tuercen los dos bordes externos del ADN en forma de espiral o hélice, que ayudan al ADN a insertarse en un núcleo pequeño.

Tamaño

Dentro del núcleo de una célula , El ADN es una molécula estrechamente enrollada, filiforme. Los núcleos y las moléculas de ADN varían en tamaño entre las criaturas y los tipos de células. En todos los casos, un hecho permanece constante: tendido plano, el ADN de una célula sería exponencialmente más largo que el diámetro de su núcleo. Las restricciones de espacio requieren torsión para hacer que el ADN sea más compacto, y la química explica cómo ocurre la torsión.

Química

El ADN es una molécula grande construida a partir de moléculas más pequeñas de tres ingredientes químicos diferentes: azúcar, fosfato y bases nitrogenadas. El azúcar y el fosfato están ubicados en los bordes externos de la molécula de ADN, con las bases dispuestas entre ellos como los peldaños de una escalera. Dado que los fluidos en nuestras células son a base de agua, esta estructura tiene sentido: el azúcar y el fosfato son hidrófilos o amantes del agua, mientras que las bases son hidrófobas o temerosas para el agua.

Structure

Ahora, en lugar de una escalera, imagina una cuerda retorcida. Los giros unen hebras de la cuerda, dejando poco espacio entre ellas. La molécula de ADN se retuerce de manera similar para reducir los espacios entre las bases hidrofóbicas en el interior. La forma en espiral desalienta el agua que fluye entre ellos, y al mismo tiempo deja espacio para que los átomos de cada ingrediente químico encajen sin superponerse o interferir.

Apilamiento

La reacción hidrofóbica de las bases no es No es el único evento químico que influye en el giro del ADN. Las bases nitrogenadas que se encuentran una al lado de la otra en las dos hebras del ADN se atraen entre sí, pero otra fuerza atractiva, llamada fuerza de apilamiento, también está en juego. La fuerza de apilamiento atrae las bases por encima o por debajo de la otra en el mismo capítulo. Los investigadores de la Universidad de Duke han aprendido al sintetizar moléculas de ADN compuestas por una sola base que cada base ejerce una fuerza de apilamiento diferente, contribuyendo así a la forma espiral del ADN.

Proteínas

En algunos casos, las proteínas pueden causar secciones de ADN para enrollarse aún más apretadamente, formando los llamados supercoils. Por ejemplo, las enzimas que ayudan en la replicación del ADN crean giros adicionales a medida que viajan por la cadena de ADN. Además, una proteína llamada condensina 13S parece provocar súper espirales en el ADN justo antes de la división celular, reveló un estudio de la Universidad de California en Berkeley en 1999. Los científicos continúan investigando estas proteínas con la esperanza de comprender más a fondo los giros en la doble hélice de ADN.