¿Por qué el ADN es antiparalelo? puede ser paralelo?

Curiosamente la respuesta es sí. El problema con las hebras paralelas es que el ADN no se empareja de la manera conocida que lo hace cuando se combina en antiparalelo (o pares de Watson-Crick). He encontrado diferentes imágenes que ilustran los problemas:

Ambas imágenes son de esta publicación de blog (originalmente de una publicación citada allí que no está disponible en línea). Ambas imágenes muestran una estructura de ADN distorsionada.

Este artículo (" Estructura de RMN de un dúplex de ADN de cadena paralela a resolución atómica ") muestra una solución más esquemática de este problema al mostrar los emparejamientos individuales. C y G no pueden formar 3 enlaces de hidrógeno como lo hacen en el emparejamiento Watson-Crick.

Las subfiguras A y C muestran los pares Watson-Crick, los otros provienen de enlaces paralelos.

Estos cambios en la estructura interrumpen la función del ADN (que, por ejemplo, depende de la hebra inversa para la lectura de prueba). Las enzimas que replican, transcriben, reparan, etc. El ADN no funcionará en esta estructura modificada, ya que su función depende de las características estructurales del ADN.

Creo que una posibilidad interesante es que usando la construcción PARALELA es muy difícil hacer estructuras 'interesantes'. Esto no es importante para el ADN en sí, pero es crítico para las moléculas de ARN ahora... y aún más históricamente en el 'mundo del ARN'. Considere: si crea una estructura usando emparejamiento ANTIPARALELO, todo lo que el ácido nucleico necesita hacer es 'girar' 180 grados (conocido como un giro de 'horquilla') antes de poder emparejarse consigo mismo (es decir, formar la estructura inicial). Esto está bien ilustrado por tRNA http://www.wiley.com/legacy/college/boyer/0470003790/structure/tRNA/trna_intro.htm

Ahora, intente dibujar una estructura similar al ARNt usando emparejamiento PARALELO: una hebra debe pasar por un giro COMPLETO de 360 ​​​​grados antes de poder emparejarse. Esto es un desperdicio y tal vez incluso imposible sin mucha secuencia adicional. Dado que la mayoría de la gente acepta que los comienzos de la vida fueron ARN o moléculas similares al ARN que eran tanto funcionales (lo que requiere formas significativas ) como "codificantes" (secuencia de ADN o ARN), si las formas eran demasiado intrincadas o no podían formarse, la vida no se puede empezar.

Este sería un argumento evolutivo, en lugar de estructural, contra las estructuras paralelas.

Hay otra cuestión aquí que es más biológica. En general, las enzimas que replican y "leen" el ADN corren en una dirección a lo largo de la hebra única de ADN en la que están operando. El hecho de que la otra hebra de ADN corra en la dirección opuesta hace que sea imposible que estas enzimas salten de una hebra a la otra y asegura que estén operando con la información adecuada para hacer su trabajo. Si las hebras de ADN fueran paralelas, es probable que las enzimas se adhieran a un locus y luego lean aleatoriamente la información de cualquiera de las hebras, y la información producida sería un galimatías. Entonces, si bien es químicamente posible tener ADN paralelo, un sistema biológico que se basara en ADN paralelo estaría en una gran desventaja competitiva y, por lo tanto, si alguna vez surgiera,