Biologia la Vida en La Tierra-comprimido-186

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154 Capítulo 9 DNA: LA MOLÉCULA DE LA HERENCIA
El DNA se compone de cuatro nucleótidos
Como explicamos en el capítulo 3, el DNA se compone de
cuatro pequeñas subunidades llamadas nucleótidos. Cada nu-
cleótido del DNA consta de tres partes (FIGURA 9-3): un grupo
fosfato; un azúcar llamado desoxirribosa, y una de cuatro po-
sibles bases nitrogenadas, que son adenina (A), guanina (G), ti-
mina (T) o citosina (C).
Esta regularidad, a menudo conocida como “regla de
Chargaff”, sin duda es significativa, pero casi pasaría otra dé-
cada antes de que alguien descubriera lo que significaba en
relación con la estructura del DNA.
El DNA es una doble hélice de dos cadenas 
de nucleótidos 
Determinar la estructura de cualquier molécula biológica no
es una tarea sencilla, aun para los científicos de la actualidad.
No obstante, a fines de la década de 1940, varios de ellos co-
menzaron a investigar la estructura del DNA. Los científicos
británicos Maurice Wilkins y Rosalind Franklin emplearon la
difracción por rayos X para estudiar la molécula del DNA.
Bombardearon cristales de DNA purificado con rayos X y re-
gistraron la forma en que éstos rebotaban contra las molécu-
las de DNA (FIGURA 9-4a). Como se observa, el patrón de la
“difracción” resultante no da una imagen directa de la estruc-
tura del DNA. Sin embargo, expertos como Wilkins y Franklin
(FIGURA 9-4b, c) obtuvieron mucha información acerca del
DNA a partir de este patrón. Primero, una molécula de DNA
es larga y delgada con un diámetro uniforme de 2 nanómetros
(2 mil millonésimas de metro). Segundo, el DNA es helicoidal;
es decir, está retorcido como un sacacorchos.Tercero, la molécu-
la de DNA consiste en subunidades que se repiten.
Los datos químicos y de difracción de rayos X no brinda-
ron información suficiente a los investigadores para trabajar
sobre la estructura del DNA, así que se necesitaba de algunas
buenas especulaciones. Al combinar los datos obtenidos por
Wilkins y Franklin con el conocimiento sobre cómo las com-
plejas moléculas orgánicas se unen, así como la intuición de
que “los objetos biológicos importantes vienen en pares”, Ja-
mes Watson y Francis Crick propusieron un modelo para la
estructura del DNA (véase “Investigación científica: El des-
cubrimiento de la doble hélice”). Sugirieron que la molécula
de DNA consiste en dos cadenas formadas de polímeros de
nucleótidos de DNA enlazados (FIGURA 9-5). Dentro de cada
cadena de DNA, el grupo fosfato de un nucleótido se enlaza
con el azúcar del nucleótido siguiente en la misma cadena. Es-
te enlace produce un “esqueleto” de azúcares y fosfatos cova-
lentes enlazados en forma alterna. Las bases de nucleótidos
sobresalen de este esqueleto de azúcares y fosfatos. Todos los
nucleótidos dentro de una sola cadena de DNA están orien-
tados en la misma dirección. Por consiguiente, los dos extre-
mos de una cadena de DNA difieren; un extremo tiene un
azúcar “libre” o no enlazado, y el otro extremo tiene un fosfa-
to “libre” o no enlazado (véase la figura 9-5a). (Imagínate una
larga fila de automóviles detenidos en una calle de un solo
sentido en una noche; los faros de los autos siempre alumbran
hacia delante, y las luces traseras siempre lo hacen hacia
atrás).
Los puentes de hidrógeno entre bases 
complementarias mantienen unidas 
las dos cadenas de DNA
H
O
H
O
H
O
H
O
P
O O�
�O
O
P
O O�
�O
H
H
H
H
N
N
N
HH
H
OH
CH2
azúcar
fosfato
H
H
CH3
N
N
HH
H
OH
CH2 O
O
azúcar
fosfato
base = timina
base = citosina
H
O
H
H
H
H
H
H
N
N
N
NN
HH
H
OH
CH2
O
P
O O�
�O
O
P
O O�
�O
O
 azúcar
fosfato
H
H
H
H
H
N
N
N
N
N
HH
H
OH
CH2 O
azúcar
fosfato
base = adenina
base = guanina
En la década de 1940, cuando el bioquímico Erwin Char-
gaff de la Universidad de Columbia analizó las cantidades de
las cuatro bases del DNA de organismos tan diversos como
las bacterias, erizos de mar, peces y humanos, encontró 
una curiosa regularidad. El DNA de cualquier especie contie-
ne cantidades iguales de adenina y timina, así como cantidades
iguales de guanina y citosina.
FIGURA 9-3 Nucleótidos del DNA