Em 1950, Rosalind Franklin realizou estudos a partir dos quais obteve dados sobre a estrutura do DNA, recorrendo à difracção de raios X. Quando um feixe de raios X incide sobre o material cristalizado (DNA cristalizado), o radiograma da difracção reflecte a configuração das partículas do cristal. A configuração em cruz indica que o DNA apresenta a forma de hélice. Através do microscópio electrónico, verificou-se que a espessura de uma molécula de DNA (2 nm) é dupla da de uma cadeia polinucleotídica (1 nm).
Na dupla hélice as duas cadeias de DNA são complementares (emparelhamento das bases por pontes de hidrogénio A = T e G º C) e antiparalelas (apresentam polaridades opostas - 5’ para 3’ numa cadeia e 3’ para 5’ na outra).
O grupo fosfato e a desoxirribose constituem a parte hidrofílica e estão localizados na parte externa da molécula. As bases azotadas constituem a parte hidrofóbica e estão na parte mais interna da molécula devido ao facto de serem apolares e a água uma substância polar.
A estrutura do DNA é a mesma em todas as espécies e é universal nos seres vivos. A grande diversidade de moléculas deve-se às diferentes combinações possíveis dos 4 nucleótidos do DNA, que podem variar em ordem e em número.
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