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Antonio Barbadilla
Significado de la Doble Hélice
67 Aniversario del Descubrimiento de la Estructura en Doble Hélice del DNA 1
Antonio Barbadilla
Significado de la Doble Hélice
67 Aniversario del Descubrimiento de la Estructura en Doble Hélice del DNA 2
Celebrate DNA Day 2020
April 25, 2020
https://twitter.com/hashtag/dnaday2
https://www.genome.gov/dna-day
Antonio Barbadilla
Significado de la Doble Hélice
67 Aniversario del Descubrimiento de la Estructura en Doble Hélice del DNA 3
http://dna50anys.uab.es/
Celebración 50 aniversario descubrimiento de la doble hélice en la UAB
Antonio Barbadilla
Significado de la Doble Hélice
67 Aniversario del Descubrimiento de la Estructura en Doble Hélice del DNA 4
http://dna50anys.uab.es/
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67 Aniversario del Descubrimiento de la Estructura en Doble Hélice del DNA 5
67Aniversario del Descubrimiento de la Estructura
en Doble Hélice del DNA
1953 -2020¡Watson y yo hemos
descubierto el secreto de la vida!
Significado de la Doble Hélice
Antonio Barbadilla
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67 Aniversario del Descubrimiento de la Estructura en Doble Hélice del DNA 6
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
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67 Aniversario del Descubrimiento de la Estructura en Doble Hélice del DNA 7
El descubrimiento de la estructura universal que hoy celebramos difícilmente puede
parangonarse con otro descubrimiento científico.
Einstein sintetizó uno de las equivalencias de la física en su sencilla ecuación
E = m c2
Mendel en unas reglas sencillas estadísticas de transmisión
Darwin en un mecanismo denominado selección natural y en el árbol de la vida
Mendeléyev en una tabla ordenada de elementos químicos
Watson y Crick en una imagen: la doble hélice
una hélice entrelazada de sencillez y gracia extremas, virtualmente inmortal,
sustrato del flujo continuo de vida desde su aparición en la tierra, portadora de
un texto digital de longitud ilimitada, capaz de codificar organismos de todo
tipo, donde se encuentran escritas las hazañas y avatares de cada una de las
especies biológicas que pueblan la Tierra.
Es el ejemplo supremo de reduccionismo.
¿Qué había que explicar y que se consigue explicar?
Antonio Barbadilla
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67 Aniversario del Descubrimiento de la Estructura en Doble Hélice del DNA 8
1865 ··· 1900 1910 1920 1930 1940 1950| | | | | | |
1865 1902
• Genes mutan y evolucionan
1918-471910-25
• Genes recombinan y estánordenados lineamente en cromosomas
• Teoría cromosómica de la herencia
• Herencia particulada de caracteres fenotípicos
Antecedentes: La genética clásica y formal
G. Mendel Teoría cromosómica T. H. Morgan H. J. Muller
Antonio Barbadilla
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67 Aniversario del Descubrimiento de la Estructura en Doble Hélice del DNA9
1865 ··· 1900 1910 1920 1930 1940 1950| | | | | | |
1865 1902
• Genes mutan y evolucionan
1918-471910-25
• Genes recombinan y estánordenados 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
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67 Aniversario del Descubrimiento de la Estructura en Doble Hélice del DNA 10
1944: What is life?
1865 ··· 1900 1910 1920 1930 1940 1950| | | | | | |
•19441865 1902 1918-471910-25
Erwin Schrödinger
La parte más esencial de una célula viva puede muy bien denominarse un cristalaperiódico.
El cristal aperiódico es un texto cifrado, posiblemente una gran molécula de proteína. El número de átomos no necesita ser muygrande para producir un número casi ilimitadode posibles combinaciones.
La genética es la ciencia más interesante de nuestros días
Antonio Barbadilla
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67 Aniversario del Descubrimiento de la Estructura en Doble Hélice del DNA 11
“Los físicos sólo han tratado con cristales periódicos. La diferencia entre ambas estructuras es como la de un papel pintado de pared (en el que el mismo dibujo de repite una y otra vez) y una obra maestra como un tapiz de Rafael (no repetición tediosa, diseño elaborado, coherente y lleno de sentido)” Erwin Schrödinger
Antonio Barbadilla
Significado de la Doble Hélice
67 Aniversario del Descubrimiento de la Estructura en Doble Hélice del DNA 12Tapiz de Rafael en la Capilla Sixtina
“La diferencia entre un cristal periódico y aperiódico es como la de un papel pintado de pared (en el que el mismo dibujo de repite una y otra vez) y una obra maestra como un tapiz de Rafael (no repetición tediosa, diseño elaborado, coherente y lleno de sentido) “
Antonio Barbadilla
Significado de la Doble Hélice
67 Aniversario del Descubrimiento de la Estructura en Doble Hélice del DNA 13
La parte más esencial de una célula viva puede muy bien denominarse un cristalaperiódico.
El cristal aperiódico es un texto cifrado, posiblemente una gran molécula de proteína. El número de átomos no necesita ser muygrande para producir un número casi ilimitadode posibles combinaciones.
La genética es la ciencia más interesante de nuestros días
1944: What is life?
1865 ··· 1900 1910 1920 1930 1940 1950| | | | | | |
•19441865 1902 1918-471910-25
Erwin Schrödinger
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El DNA es el material hereditario
Osvald Avery
1944: El DNA es el principio transformante
1865 ··· 1900 1910 1920 1930 1940 1950| | | | | | |
•19441865 1902 1918-471910-25
Neumonía causada por bacteria Streptococcus pneumoniaeOswald Avery, C. MacLeod y M. McCarty
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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
NQuímica ácidos nucleicos
Fostato
Azúcar
Base
con anterioridad a 1951
Johan Friedrich Miescher 1869Nucleína
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Química ácidos nucleicos
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1. Proporción de purinas = Proporción de pirimidinasA + G = C + T
2. A = T3. G = C
1950: Reglas de Chargaff
1865 ··· 1900 1910 1920 1930 1940 1950| | | | | | |
•19501865 1902 1918-471910-25 1944
Antonio Barbadilla
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•1951
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Octubre 1951
Los protagonistas
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LaboratorioCavendish
Cambridge
Dr. J. Watson23 añosBiólogo
F. Crick35 años
Físico
Los protagonistas
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67 Aniversario del Descubrimiento de la Estructura en Doble Hélice del DNA 21
LaboratorioCavendish
Cambridge
Londres
King’s CollegeLondres
Los protagonistas
Dr. J. Watson23 añosBiólogo
F. Crick35 años
Físico
Dra. R. Franklin 31 añosQuímica
Dr. M. Wilkins34 años
Físico
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Dr. Linus Pauling 50 añosQuímico
California
CalTechInstitut Estructura
α-Hélice
Los protagonistas
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Film fotográfico
Film fotográfico
•Difracción de rayos X
Aproximación experimental resolución estructura 3D
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•Modelos moleculares a escala
Aproximación experimental resolución estructura 3D
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1951 1952Otoño 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
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Modelo triple hélice Watson y Crick
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1951 1952Otoño Invierno Primavera Verano| | | |
• Seminario Franklin• Modelo tres cadenas de Watson y Crick
• Watson y Crick deben abandonar DNACrick se centra en su tesis estructura hemoglobinaWatson obtiene fotografía TMV
•Pauling pide a Wilkins copia patrón difracción
• Encuentro con Wilkins: la estructura es una hélice• Watson llega a Cambridge y conoce Crick
Línea del tiempo
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• Crick visita Wilkins• Modelo DNA de Pauling
• Llega manuscrito modelo Pauling
• Watson comunica modelo a Wilkins, Franklin se va, fotografía51
Línea del tiempo
1952 1953Otoño Invierno Primavera
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Rosalind E. Franklin
Fotografías de Difracción de rayos X del DNA
Fotografía 51
DNA Forma BDNA Forma A
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• Watson y Crick vuelven al DNA
Línea del tiempo
• Crick visita Wilkins• Modelo DNA de Pauling
• Llega manuscrito modelo Pauling
• Watson comunica modelo a Wilkins, Franklin se va, fotografía 51
1952 1953Otoño Invierno Primavera
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DNA Forma B
Interpretación del patrón difracción de rayos X en el DNA
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1952 1953Otoño Invierno Primavera
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• Crick visita Wilkins
• 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
Línea del tiempo
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Modelos moleculares
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Modelos moleculares
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Modelos moleculares
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Significado de la Doble Hélice
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Modelos moleculares
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Modelos moleculares
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Significado de la Doble Hélice
67 Aniversario del Descubrimiento de la Estructura en Doble Hélice del DNA 38
Complementariedad de las bases
Significado reglas de Chargaff
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La visión de la estructura
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67 Aniversario del Descubrimiento de la Estructura en Doble Hélice del DNA 40
La visión de la estructura
Antonio Barbadilla
Significado de la Doble Hélice
67 Aniversario del Descubrimiento de la Estructura en Doble Hélice del DNA
La visión de la estructura
41
La visión de la estructura
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http://www.dnai.org/a/index.html
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La visión de la estructura
...ACTCTACTG...Mensaje codificado
La parte más esencial de una célula viva puede muybien denominarse un cristalaperiódico.
Erwin Schrödinger
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Hemos encontrado
el secreto de la vida
En la mañana del 28 de Febrero de 1953, Francis Crick entra en el pub TheEagle de Cambridge exclamando, preso de excitación, esta famosa frase. Ese día, que algunos han llamado "el octavo día de la creación", resolvió junto con James Watson la estructura tridimensional del DNA.
Antonio Barbadilla
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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
James Watson y Francis Crick
Concluyen
Antonio Barbadilla
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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
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La estructura es un ejemplo supremo de reduccionismo
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 la mutación
•La evolución de la información genética
La estructura suministra una explicación asombrosamente simple del fenómeno de la herencia
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Una estructura tan bonita tenía, por fuerza, que existir
J. Watson
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https://www.nature.com/articles/nature01403
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• Crick visita Wilkins• 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
Línea del tiempo
1952 1953Otoño Invierno Primavera
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Antonio Barbadilla
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67 Aniversario del Descubrimiento de la Estructura en Doble Hélice del DNA 52
Modelo en metal del DNA
Recepción del modelo
Antonio Barbadilla
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• Crick visita Wilkins
• 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
Línea del tiempo
1952 1953Otoño Invierno Primavera
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Antonio Barbadilla
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67 Aniversario del Descubrimiento de la Estructura en Doble Hélice del DNA 54
25 de Abril 1953
Frase final artículo
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
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67 Aniversario del Descubrimiento de la Estructura en Doble Hélice del DNA 55
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
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Galacidalacidesoxyribonucleicacid,también conocido como Homenajea Crick y Watson (Descubridores delDNA). Pintura de Salvador Dalí de 1963.
Simboliza las tres etapas de la existencia: lavida, la muerte y el más alláLa estructura del DNA, en la izquierda,representa la vida. Gala está en el centro y a laderecha una molécula de sal formada conhombres que la apuntan con su fusil y querepresenta la muerte. Dios se representa en laparte superior, que resucita el espíritu de Cristo,y significa el más allá. Dalí afirmó que la doblehélice es "la única estructura que conecta alhombre con Dios"
Antonio Barbadilla
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Antes pensábamos que nuestro futuro estaba en las estrellas. Ahora sabemos que está en nuestros genes.
James Watson
Antonio Barbadilla
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67 Aniversario del Descubrimiento de la Estructura en Doble Hélice del DNA 58
1962: Entrega premios Nobel
Antonio Barbadilla
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67 Aniversario del Descubrimiento de la Estructura en Doble Hélice del DNA 59
Rosalind Franklin: la dama oscura del DNA
Antonio Barbadilla
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Rosalind Franklin: la dama oscura del DNA
1920-1958
Berta Maddox. Rosalind Franklin: The Dark Lady of DNA, Perennial, London, 2003
Antonio Barbadilla
Significado de la Doble Hélice
67 Aniversario del Descubrimiento de la Estructura en Doble Hélice del DNA 61
La doble hélice – James D. Watson 1968
Antonio Barbadilla
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Watson y Crick 2003
50 aniversario del descubrimiento
Antonio Barbadilla
Significado de la Doble Hélice
67 Aniversario del Descubrimiento de la Estructura en Doble Hélice del DNA
Francis Collins talking to James Watson
(Cold Spring Harbor Laboratory, May 2015)
Antonio Barbadilla
Significado de la Doble Hélice
67 Aniversario del Descubrimiento de la Estructura en Doble Hélice del DNA
• El trabajo original de Watson y Crick del 53 es una lectura obligada. Podéis bajarlo de este enlace:
Watson-Crick original paper (1953 Nature)• Annotated version of the Watson and Crick paper• Papers http://www.nature.com/nature/dna50/archive.html• Celebración 50 aniversario descubrimiento de la doble hélice en la UAB
•En el libro la doble hélice Watson explica los aspectos científicos y humanos del descubrimiento con un estilo descarado, inusual para los ensayos científicos. La doble hélice es un clásico, un texto apasionante que todo genético debería leer.
• La historia interminable (actualización de la biografía de Rosalind Franklin realizada por la estudiante de grado de genética Marta Huertas)
•El octavo día de la creación (un cortometraje 13m1s sobre la historia del descubrimiento de la doble hélice realizado e interpretado por estudiantes del curso 2015-16). Ficha técnica.
Imanol Durán como James Watson
Antonio Barbadilla
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Sant Jordi 2020
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Nature April 25, 1953: Three papers
Watson JD, Crick FH. A structure for deoxyribose nucleic acid.
Wilkins MHF, Stokes AR, Wilson HR. Molecular structure of deoxypentose nucleic acids.
Franklin RE, Gosling RG. Molecular configuration in sodium thymonucleate
Pages 737–738. Pages 738–740. Pages 740–741.
Antonio Barbadilla
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67 Aniversario del Descubrimiento de la Estructura en Doble Hélice del DNA 67
1 Watson JD, Crick FH. A structure for deoxyribose nucleic acid. Nature 1953;171:737–738. Also available from: http://www.nature.com/genomics/human/watson-crick
2 Wilkins MHF, Stokes AR, Wilson HR. Molecular structure of deoxypentose nucleic acids. Nature 1953;171:738–740.
3 Franklin RE, Gosling RG. Molecular configuration in sodium thymonucleate. Nature 1953;171:740–741.
April 25, 1953: Three papers, three Lessons
PostCast: April 1953. The other DNA papers https://www.nature.com/articles/d41586-019-01347-8
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