Sisältö
Deoksiribonukleiinihapon tai DNA: n löysivät vuonna 1953 James Watson, Francis Crick ja Rosalind Franklin. Tätä molekyyliä pidetään elämän perustana, koska se sisältää tietoa kaikissa organismeissa tarvittavista proteiineista ja rakenteista. Jokaisen ihmisen DNA on ainutlaatuinen tuhansien yksittäisten typpipitoisten emäsparien sekvenssin suhteen, aivan kuten jokainen kirja sisältää sanoja, mutta kukaan kaksi kirjaa ei sisällä samoja lauseita tai samaa sanoja.Mutta kaikki DNA on muodoltaan yksinkertainen rakenne, kaksoiskierre, joka koostuu toistuvista sarjoista fosfaattiryhmiä, viiden hiilen sokereita ja typpipitoisia emäksiä, jotka on esitetty kaavamaisesti A, C, G ja T.
DNA-mallit voidaan rakentaa monista päivittäisistä, helposti saatavissa olevista kohteista. Tällaiset mallit ovat arvokkaita työkaluja kommunikoidakseen tämän tyylikkään luonnonteon olennaiset asiat.
DNA: n perusrakenne
Kaksinkertainen kierre voidaan ajatella erittäin pitkäksi, joustavaksi tikkaksi, tikkaan sivujen ollessa kiertyneinä vastakkaisiin suuntiin molemmista päistä, tuloksena spiraalin muotoinen. "Rungot" ovat vety sidoksia vierekkäisten emäsparien välillä, jolloin A (adeniini) sitoutuu vain T: hen (tymiini) ja C (sytosiini) sitoutuu vain G: hen (guaniini). Jokainen emäs sitoutuu viiden hiilen sokeriin (S), joka on vastapäätä vedysidostaan, ja nämä sokerit sitoutuvat toisiinsa "tikkaiden" sivuilla fosfaattiryhmän (P) kautta niiden välillä.
Kierteen aste on tärkeä visualisoida tarkoituksia varten DNA-molekyylin mallien valmistamiseksi. Kaksinkertainen kierre tekee yhden täydellisen "kierteen" noin joka viides-kuusi pohjaparia. Mutta kaikilla oikeilla malleilla on oltava vain olennainen oikeus: sokerien, fosfaattien ja emästen on oltava kaikkien oikeissa asemissa toisiinsa nähden.
Lukio-mallit: Kierrätetyt tuotteet
Ympäristönsuojelun henki voi näkyä DNA-mallien rakentamisessa. Kuultuaan kaavaa, joka yksityiskohtaisesti kuvaa molekyylin perusrakennetta, harkitse kuinka monta erilaista ainutlaatuista objektia tarvitaan DNA: n pituuden esittämiseksi. (Vastaus on kuusi: yksi kullekin A: lle, C: lle, G: lle, T: lle ja P.: lle). Yhdessä tai ryhmissä työskentelemällä saat koulujen tai kotien kierrätysastioissa esineitä, jotka todennäköisesti sopivat yhteen luomaan mallin molekyyli.
Valittujen esineiden on oltava kooltaan samankokoisia eikä liian suuria, jotta saadaan aikaan tarkka malli. Esimerkiksi, erityyppinen soodapurkki jokaiselle neljälle emäkselle voitaisiin yhdistää käyttämällä munakoteloiden osia sokereille ja popsicle-tikkuja fosfaattiryhmille.
Lukion mallit: Kaivataan syvemmälle DNA: ta
Kun tehdään tarkempia DNA-malleja, yhtenä haasteena on selittää miksi A voi parittua T: n kanssa ja vain sen kanssa ja samalla tavalla C: n ja G: n kanssa (vastaus on, että A: n kolmiulotteisen konformaation tasolla A pyrkii sopii yhteen T: n kanssa esimerkiksi pulmakappaleiden tapaan.) Savimalli, jossa joustava lanka muodostaa "reunusten" ja "sivujen" selkäosan, on ihanteellinen tapa edustaa tätä. Käytä neljää perustyyppiä eri savivärillä ja keksitse jokaiselle erilaisia uskottavia muotoja; Niiden on oltava vain johdonmukaisia ja niiden on täytettävä "palapelipalat sopivuus" -kriteerit.
Lisähyvityksen saamiseksi muodosta hypoteesit siitä syystä, että DNA kääntyy itsensä kaksoiskierreksi sen sijaan, että pysyisi perustikkaan muodossa. (Vastaus: Eri molekyylien positiiviset ja negatiiviset varaukset houkuttelevat ja hylkivät toisiaan tavalla, jolla varmistetaan, että kaksoiskierre on ainoa tapa molekyylin olemassaolon vakaa muoto.)