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Antonio Barbadilla Significado de la Doble Hélice 60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 1 60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 1953 -2013 ¡Watson y yo hemos descubierto el secreto de la vida! Significado de la Doble Hélice

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Antonio Barbadilla

Significado de la Doble Hélice

60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 1

60è Aniversari del Descobriment

de l’’Estructura

en Doble Hèlix del DNA

1953 -2013

¡Watson y yo hemos descubierto

el secreto de la vida!

Significado

de la Doble

Hélice

Antonio Barbadilla

Significado de la Doble Hélice

60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 2

MOLECULAR STRUCTURE OF NUCLEIC ACIDS

We wish to suggest a structure for the salt of

deoxyribose nucleic acid (D.N.A.). This

structure has novel features which are of

considerable biological interest.

Antonio Barbadilla

Significado de la Doble Hélice

60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 3

1865 ··· 1900 1910 1920 1930 1940 1950 | | | | | | |

1865 1902

• Genes mutan y evolucionan

1918-47 1910-25

• Genes recombinan y están

ordenados lineamente en cromosomas

• Teoría cromosómica de la herencia

• Herencia particulada de caracteres fenotípicos

Principio de los 40s

Material hereditario:

•Información fenotipo

•Transmisión

•Mutación

•Evolución

Antonio Barbadilla

Significado de la Doble Hélice

60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 4

La parte más esencial de una

célula viva puede muy bien

denominarse un cristal aperiódico.

El cristal aperiódico es un texto

cifrado, posiblemente una gran

molécula de proteína. El número

de átomos no necesita ser muy

grande para producir un número

casi ilimitado de posibles

combinaciones.

La genética es la ciencia más

interesante de nuestros días

1944: What is life?

1865 ··· 1900 1910 1920 1930 1940 1950 | | | | | | |

•1944 1865 1902 1918-47 1910-25

Antonio Barbadilla

Significado de la Doble Hélice

60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 5

El DNA es el

material hereditario

Osvald Avery

1944: El DNA es el principio transformante

1865 ··· 1900 1910 1920 1930 1940 1950 | | | | | | |

•1944 1865 1902 1918-47 1910-25

Antonio Barbadilla

Significado de la Doble Hélice

60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 6

Antes 1951

Adenina

P 5´

o3´

HO

N

NN

N N

Timina

P 5´

o3´

HO

O

N

N o

Guanina

P 5´

o3´

HO

O

NN

N N N

Citosina

P 5´

o3´

HO

N

N o

N

Química ácidos nucleicos

Fostato

Azúcar

Base

Antonio Barbadilla

Significado de la Doble Hélice

60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 7

Química ácidos nucleicos

Antonio Barbadilla

Significado de la Doble Hélice

60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 8

1. Proporción de purinas = Proporción de pirimidinas

A + G = C + T

2. A = T

3. G = C

1950: Reglas de Chargaff

1865 ··· 1900 1910 1920 1930 1940 1950 | | | | | | |

•1950 1865 1902 1918-47 1910-25 1944

Antonio Barbadilla

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•1951

Antonio Barbadilla

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Octubre 1951

Cambridge

Los protagonistas

Antonio Barbadilla

Significado de la Doble Hélice

60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 11

Laboratorio

Cavendish

Cambridge

Dr. J. Watson

23 años

Biólogo

Dr. J. Watson

23 años

Biólogo

F. Crick

35 años

Físico

F. Crick

35 años

Físico

Los protagonistas

Antonio Barbadilla

Significado de la Doble Hélice

60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 12

Laboratorio

Cavendish

Cambridge

Dr. J. Watson

23 años

Biólogo

F. Crick

35 años

Físico

Los protagonistas

Antonio Barbadilla

Significado de la Doble Hélice

60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 13

F. Crick

35 años

Físico

Dr. J. Watson

23 años

Biólogo

Laboratorio

Cavendish

Cambridge

Londres

King’s College

Londres

Dr. M. Wilkins

35 años

Físico

Dr. M. Wilkins

35 años

Físico Dra. R. Franklin

31 años

Química

Dra. R. Franklin

31 años

Química

Los protagonistas

Antonio Barbadilla

Significado de la Doble Hélice

60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 14

Dr. Linus Pauling

50 años

Químico

California

CalTech

Institut Estructura α-

Hélice

Los protagonistas

Antonio Barbadilla

Significado de la Doble Hélice

60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 15

Film fotográfico Film fotográfico

•Difracción de rayos X

Aproximación experimental resolución estructura 3D

Antonio Barbadilla

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•Modelos moleculares a escala

Aproximación experimental resolución estructuras 3D

Antonio Barbadilla

Significado de la Doble Hélice

60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 17

1951 1952

Otoño Invierno Primavera Verano | | | |

• Watson llega a Cambridge y conoce Crick

• Encuentro con Wilkins: la estructura es una hélice

• Seminario Franklin

• Modelo tres cadenas de Watson y Crick

Línea del tiempo

Antonio Barbadilla

Significado de la Doble Hélice

60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 18

Modelo triple hélice Watson y Crick

Antonio Barbadilla

Significado de la Doble Hélice

60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 19

1951 1952

Otoño Invierno Primavera Verano | | | |

• Seminario Franklin

• Modelo tres cadenas de Watson y Crick

• Watson y Crick deben abandonar DNA Crick se centra en su tesis estructura

hemoglobina

Watson obtiene fotografía TMV

Línea del tiempo

•Pauling pide a Wilkins copia patrón

difracción

• Encuentro con Wilkins: la estructura es una hélice

• Watson llega a Cambridge y conoce Crick

Antonio Barbadilla

Significado de la Doble Hélice

60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 20

1952 1953

Otoño Invierno Primavera | | |

• Crick visita Wilkins

Línea del tiempo

• Modelo DNA de Pauling

• Llega manuscrito modelo Pauling

• Watson comunica modelo a Wilkins,

Franklin se va, fotografía 51

Antonio Barbadilla

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60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 21

Rosalind E.

Franklin

Fotografías de Difracción de rayos X del DNA

Fotografía 51

DNA Forma B DNA Forma A

Antonio Barbadilla

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60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 22

1952 1953

Otoño Invierno Primavera | | |

• Crick visita Wilkins

Línea del tiempo

• Llega manuscrito modelo Pauling

• Watson y Crick vuelven al DNA

• Modelo DNA de Pauling

• Watson comunica modelo a Wilkins,

Franklin se va, fotografía 51

Antonio Barbadilla

Significado de la Doble Hélice

60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 23

DNA Forma B

Interpretación del patrón difracción de rayos X en el DNA

Antonio Barbadilla

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60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 24

1952 1953

Otoño Invierno Primavera | | |

• Crick visita Wilkins

Línea del tiempo

• Llega manuscrito modelo Pauling

• Watson y Crick vuelven al DNA

• Modelo de cartón de las bases

• Descubrimiento de la

complementariedad

• Modelo DNA de Pauling

28 de Febrero

• Watson comunica modelo a Wilkins,

Franklin se va, fotografía 51

Antonio Barbadilla

Significado de la Doble Hélice

60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 25

Modelos moleculares

Antonio Barbadilla

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Modelos moleculares

Antonio Barbadilla

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Modelos moleculares

Antonio Barbadilla

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Modelos moleculares

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Modelos moleculares

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Complementariedad

de las bases

Significado reglas de Chargaff

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La visión de la estructura

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La visión de la estructura

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La visión de la estructura

Antonio Barbadilla

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60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 34

La visión de la estructura

...ACTCATGC... Mensaje codificado

La parte más esencial de una

célula viva puede muy bien

denominarse un cristal aperiódico.

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Concluyen:

La estructura del DNA es una doble hélice,

formada por cadenas orientadas en direcciones

opuestas.

La estructura se mantiene gracias a enlaces

de hidrógeno entre las bases nitrogenadas que

se encuentran orientadas hacia el interior de las

cadenas

J. Watson y F. Crick

Antonio Barbadilla

Significado de la Doble Hélice

60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 36

La complementariedad

de las bases

nitrogenadas permite

que la secuencia de

una cadena sencilla de

DNA actúe como un

molde para la

formación de una copia

complementaria de

DNA

Replicación exacta

Antonio Barbadilla

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La estructura explica:

•La naturaleza de la secuencia lineal de los

genes (información digital cuaternaria en

secuencias unidimensionales de monómeros

A,T,G,C)

•El mecanismo de replicación exacta de los

genes

•La naturaleza química de las mutaciones

•La evolución de la información genética

La estructura suministra una explicación

asombrosamente simple del fenómeno de

la herencia

Antonio Barbadilla

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60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 38

La estructura es un ejemplo supremo de

reduccionismo

Antonio Barbadilla

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60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 39

Una estructura

tan bonita tenía,

por fuerza, que

existir

J. Watson

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Antonio Barbadilla

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60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 41

Hemos encontrado

el secreto de la vida

Antonio Barbadilla

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1952 1953

Otoño Invierno Primavera | | |

• Crick visita Wilkins

Línea del tiempo

• Modelo DNA de Pauling

• Watson comunica a Wilkins, Franklin se va,

fotografía 51

• Llega manuscrito modelo Pauling

• Watson y Crick vuelven al DNA

• Modelo de cartón de las bases

• Descubrimiento de la

complementariedad

• Modelo de metal

Antonio Barbadilla

Significado de la Doble Hélice

60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 43

Modelo en

metal del

DNA

Recepción del modelo

Antonio Barbadilla

Significado de la Doble Hélice

60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 44

1952 1953

Otoño Invierno Primavera | | |

• Crick visita Wilkins

Línea del tiempo

• Modelo DNA de Pauling

• Watson comunica a Wilkins, Franklin se va,

fotografía 51

• Llega manuscrito modelo Pauling

• Watson y Crick vuelven al DNA

• Modelo de cartón de las bases

• Descubrimiento de la

complementariedad

• Modelo de metal

• Se envía manuscrito

• Publicación

Antonio Barbadilla

Significado de la Doble Hélice

60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 45

25 de Abril 1953

It has not escaped our notice that the

specific pairing we have postulated

immediately suggests a possible copying

mechanism for the genetic material.

Antonio Barbadilla

Significado de la Doble Hélice

60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 46

Y ahora las declaraciones de

Watson y Crick sobre el ADN. Esto

es para mí la prueba verdadera de

la existencia de Dios

Salvador Dalí

Antonio Barbadilla

Significado de la Doble Hélice

60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 47

Antes pensábamos que nuestro futuro

estaba en las estrellas. Ahora

sabemos que está en nuestros genes.

James Watson

Antonio Barbadilla

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60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 48

1962: Entrega premios nobel

Antonio Barbadilla

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60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 49

Rosalind Franklin: la dama oscura del DNA

Antonio Barbadilla

Significado de la Doble Hélice

60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 50

La doble hélice

Antonio Barbadilla

Significado de la Doble Hélice

60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA 51

Antonio Barbadilla

Significado de la Doble Hélice

60è Aniversari del Descobriment de l’’Estructura en Doble Hèlix del DNA

• El trabajo original de Watson y Crick del 53 es una lectura obligada. Lo podéis bajarlo de esta dirección:

Watson-Crick original paper (1953 Nature) Annotated version of the Watson and Crick paper

•Annotated version of the Watson and Crick paper

•Papers http://www.nature.com/nature/dna50/archive.html

•En el libro la doble hélice Watson explica los aspectos científicos y humanos del descubrimiento con un estilo descarado inusual para los ensayos científicos que se ha convertido en un clásico y bestseller científico. La doble hélice es un texto apasionante que todo genético debería leer.