Sisältö
- TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
- DNA-emäsparit
- Erwin Chargaffin havainto
- Chargaffin säännön soveltaminen
Kun suurin osa ihmisistä kuulee termin ”DNA”, he kuvaavat automaattisesti klassisen kaksoiskierukan. Kuvittelemalla komponentit, jotka muodostavat tuon suuren geneettisen materiaalin kierteen, tuntuu usein olevan hieman monimutkaisempi. Onneksi ymmärtää, kuinka emäsparit toimivat, ja jopa laskea prosenttimäärät jokaiselle emäkselle DNA-näytteessä on todella suoraviivaista.
TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
Missä tahansa DNA-näytteessä on neljä emästä, jotka muodostavat parinsa vain yhdellä tavalla: adeniini ja tymiini, guaniini ja sytosiini. Niiden kokonaismäärä on 100 prosenttia näytteestä. Chargaff-säännön mukaan kunkin emäksen pitoisuus emäsparissa on aina yhtä suuri kuin sen perämies, joten adeniinikonsentraatio on yhtä suuri kuin esimerkiksi tymiinin pitoisuus. Näitä tietoja ja yksinkertaista matematiikkaa käyttämällä voit löytää näytteen adeniiniprosentin, jos tiedät muun emäksen prosenttimäärän.
DNA-emäsparit
Kaksinkertainen DNA-heliksi sisältää kaksi geneettisen materiaalin juostetta, jotka on kierretty toisiinsa, joten se sopii solun ytimeen. Tämän spiraalin rakenne johtuu tavasta, jolla neljä emästä pariksi muodostuvat ja sitoutuvat toisiinsa. Nämä neljä emästä ovat adeniini, guaniini, tymiini ja sytosiini.
Kemiallisen rakenteen suhteen adeniini ja guaniini ovat molemmat puriineja, kun taas tymiini ja sytosiini ovat pyrimidinejä. Tämä kemiallinen ero varmistaa, että emästen väliset stabiilit vety sidokset parittuvat aina samalla tavalla: adeniini tymiinin kanssa ja guaniini sytosiinin kanssa.
Erwin Chargaffin havainto
Tutkijat eivät aina ole tienneet DNA: n toimintaa. Itse asiassa vuoden 1944 ehdotus, jonka mukaan DNA voisi olla solujen geneettinen materiaali, inspiroi spekulointia ja jopa kiistaa. Jotkut tutkijat, mukaan lukien Erwin Chargaff, alkoivat tutkia DNA: ta vakavasti. Vuonna 1950 Chargaff huomasi, että puriinit (adeniini ja guaniini) olivat erotessaan aina olemassa suhteessa 1: 1 pyrimidiinien (tymiini ja sytosiini) kanssa. Tästä löytöstä tuli tieteellinen ottelu: Chargaffin sääntö.
Chargaffin säännön soveltaminen
Chargaff-sääntö tarkoittaa, että missä tahansa näytteessä adeniinikonsentraatio on aina sama kuin sen tymiiniparin pitoisuus ja myös guaniinin ja sytosiinin pitoisuudet ovat samat. Jos sinun on laskettava adeniiniprosentti DNA-näytteessä, voit ratkaista ongelman Chargaffin säännöllä. Esimerkiksi, jos tiedät, että DNA-näyte on 20 prosenttia tymiinistä, tiedät myös automaattisesti, että se on 20 prosenttia adeniinia, koska ne muodostavat parinsa.
Voit myös laskea adeniiniprosentin, kun annetaan guaniinin tai sytosiinin prosenttiosuus. Koska tiedät, että DNA: ssa on vain neljä emästä, kaikkien neljän emäksen on yhdessä oltava 100 prosenttia näytteestä. Jos saadaan tieto siitä, että näyte on 20 prosenttia guaniinia, voit olettaa, että se on myös 20 prosenttia sytosiinia, koska guaniini ja sytosiini muodostavat parinsa keskenään. Yhdessä se on 40 prosenttia kokonaisnäytteestä. Voit vähentää sen 40 prosenttia 100 prosentista ja määrittää, että näytteen 60 prosentin on oltava adeniini ja tymiini yhdessä. Koska nämä kaksi emästä ovat aina yhtä suurina pitoisuuksina, tiedät, että DNA-näyte on 30 prosenttia adeniinia.
DNA: n biokemiaan liittyvät käsitteet vaikuttavat joskus erittäin monimutkaisilta. Chargaffin ansiosta DNA-näytteessä olevien emästen prosenttimäärien laskemisesta tulee muuta kuin yksinkertainen matematiikkaongelma.