بدأت نماذج الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) بصور حيود الأشعة السينية التي التقطتها روزاليند فرانكلين. ساعدت صورها فرانسيس كريك وجيمس واتسون على إكمال ثلاثية الأبعاد نموذج الحمض النووي، الحلزون المزدوج الشهير الآن.
بينما يمكن شراء نماذج الحمض النووي ، فإن بناء نموذج يساعد في فهم البنية.
نموذج DNA مزدوج الحلزون
يحتوي نموذج الحلزون المزدوج للحمض النووي على ستة أجزاء. يتكون العمود الفقري أو جوانب النموذج من جزيئات الفوسفات بالتناوب مع جزيئات الديوكسيريبوز. ال القواعد النيتروجينية من جزيء الحمض النووي لا يتصل إلا بجزيئات الديوكسيريبوز ، وليس بجزيئات الفوسفات.
حوالي 60 في المائة من درجات جزيء الحمض النووي مصنوعة من القواعد النيتروجينية الأدينين الثايمين. حوالي 40 في المائة من الدرجات مصنوعة من قواعد الجوانين والسيتوزين. إذا كان النموذج يحتوي على 10 درجات ، فستكون ست درجات عبارة عن درجات أدينين - ثايمين ، وستكون الدرجات الأربع المتبقية عبارة عن درجات جوانين - سيتوزين.
يرتبط الأدينين والثايمين بروابط هيدروجينية بينما يرتبط الجوانين والسيتوزين بثلاث روابط هيدروجينية. لا يمكن للأدينين الاتصال بالسيتوزين ولا يمكن للجوانين الاتصال مع الثايمين لأن الروابط الهيدروجينية لا تتطابق. (انظر الموارد اللازمة لممارسة بناء جزيء DNA.) الأدينين والجوانين عبارة عن جزيئات ذات حلقة مزدوجة ، أكبر قليلاً من جزيئات الثايمين والسيتوزين أحادية الحلقة.
لا تتجه الدرجات النيتروجينية دائمًا مع نفس القاعدة على نفس الجانب ، مما يعني أن في بعض الأحيان يكون لدرجة الأدينين - الثايمين الأدينين على الجانب الأيسر وأحيانًا يكون الثايمين في اليسار. يمكن للجوانين والسيتوزين أيضًا تبديل الجوانب.
يشكل جزيء الحمض النووي حلزونًا مزدوجًا. يشبه الهيكل سلمًا ملتويًا حوله وحوله. يجب أن يعكس النموذج هذا الشكل.
بناء نموذج DNA مزدوج الحلزون
بناء الحمض النووي نموذج مع القش. تستخدم هذه الاتجاهات خرزًا لجوانب العمود الفقري وقشًا للدرجات.
اختيار المواد: تحتاج حبات جزيء الديوكسيريبوز إلى قطر يساوي أو أكبر قليلاً من قطر القش. حبات المهر بلونين مثل الأبيض والأسود ستعمل بشكل جيد.
يتطلب النموذج مادة متصلة تكون مرنة بدرجة كافية للنسج من خلال القش والخرز بينما تكون قوية بما يكفي لتحمل الشكل ثلاثي الأبعاد للنموذج. يمكن استخدام منظفات الأسلاك أو الأنابيب لبائعي الزهور.
استخدم ماصات شفافة أو شفافة وأدخل منظفات الأنابيب الملونة عبر أقسام القش لتمييز القواعد النيتروجينية الأربعة. على سبيل المثال ، استخدم اللون الأصفر للأدينين والأخضر للثيمين والأحمر للجوانين والأزرق للسيتوزين. استخدم منظفات أنابيب بيضاء أو سوداء أو سلك زهور للعمود الفقري.
بناء العمود الفقري: يحتوي جزيء الحمض النووي على جانبين أو عمود فقري. نسج منظف الأنابيب أو سلك بائعي الزهور من خلال حبات المهر الأسود والأبيض بالتناوب لإنشاء طول من الخرزات بطول 20 خرزة على الأقل (10 حبات بيضاء و 10 خرزات سوداء) كرر لبناء الجانب الآخر. يمكنك إضافة بضع خرزات إضافية على طول كل عمود فقري.
بناء الدرجات: قم ببناء ستة أزواج قاعدية من الأدينين - الثايمين وأربعة أزواج من قاعدة الجوانين والسيتوزين لإنشاء نموذج يوضح النسبة المناسبة من الأدينين - الثايمين والجوانين - السيتوزين. ابدأ بقطع 10 أقسام من القش طول كل منها بوصتان.
أزواج قاعدة الأدينين - الثايمين
بعيدًا عن المركز قليلاً ، اقطع ستة أقسام من القش عن بعضها باستخدام شكل V أو قطع بزاوية.
قطع ستة أطوال 2 بوصة من منظف الأنابيب الصفراء (للأدينين) وست قطع 2 بوصة من منظف الأنابيب الخضراء (للثيمين).
مرر منظف الأنبوب الأصفر عبر قطع القش الطويلة ومنظف الأنبوب الأخضر عبر قطع القش القصيرة.
أزواج قاعدة الجوانين والسيتوزين
بعيدًا عن المركز قليلاً ، اقطع أقسام القش الأربعة المتبقية عن بعضها باستخدام قطع منحني.
قطع أربعة أطوال 2 بوصة من منظف الأنابيب الحمراء (للغوانين) وأربعة أطوال 2 بوصة من منظف الأنابيب الزرقاء (للسيتوزين).
مرر منظف الأنبوب الأحمر عبر قطع القش الطويلة ومنظف الأنبوب الأزرق عبر قطع القش القصيرة.
ربط الدرجات: استخدم الزردية ذات الأنف الإبرة لتجميع الدرجات والنموذج.
تطابق الأطراف المقطوعة بزاوية من الأدينين وقسم قش الثايمين. استخدم الزردية لإنشاء خطاف في نهايات مقاطع تنظيف الأنابيب. قم بتثبيت منظفات الأنبوب الأصفر والأخضر معًا وأغلق الخطافات لتثبيت القطع معًا. كرر لتشكيل ست درجات من الأدينين - الثايمين.
تطابق الأطراف المنحنية لقسم الجوانين وقش السيتوزين. قم بتعليق أطراف منظف الأنابيب وتوصيلها كما فعلت مع درجات الأدينين والثيمين. كرر لتشكيل أربع درجات من الجوانين والسيتوزين.
تجميع النموذج
حدد ما إذا كانت حبات المهر البيضاء أو السوداء في العمود الفقري ستمثل جزيئات الديوكسيريبوز. لن يتم إرفاق القواعد إلا بهذا اللون.
في هذا المثال ، دع الخرزة السوداء تمثل deoxyribose. قم بإرفاق أحد طرفي سلسلة الأدينين-الثايمين أو سلسلة الجوانين-السيتوزين عن طريق إدخال طرف منظف الأنبوب عبر السلك أو منظف الأنابيب الذي يحمل الخرزات. يجب أن يكون لديك طول إضافي من منظف الأنبوب.
كرر توصيل كل درجة بحبة سوداء حتى يتم ربط جميع الدرجات العشر بعمود فقري واحد. تذكر ، لن ترتبط كل قواعد الأدينين أو الجوانين بنفس الجانب من النموذج.
قم بتوصيل الطرف المقابل من كل درجة بحبة سوداء على العمود الفقري الثاني. يجب أن يبدو النموذج الآن كسلم.
ضع الدرجات بحيث تصطف. اربط أطراف منظفات الأنابيب بحيث يكون النموذج مستقرًا وصلبًا إلى حد ما. قم بقص أطراف منظفات الأنابيب إذا لزم الأمر.
هل اللف
يشكل جزيء الحمض النووي أ الحلزون المزدوج. التقط النموذج ولفه بحذر إلى شكل حلزوني.
قم بتسمية النموذج
قم بتسمية النموذج أو إنشاء مفتاح لتحديد عناصر النموذج.
الأشياء ستحتاج
- ما لا يقل عن 20 حبات المهر الأبيض
- ما لا يقل عن 20 حبات المهر الأسود
- 10 قطع بطول 2 بوصة من شرائح القش الشفافة أو الشفافة
- ست قطع من منظف الأنابيب الصفراء ، بطول 2 بوصة لكل منهما
- ست قطع من منظف الأنابيب الخضراء ، بطول 2 بوصة لكل منهما
- أربع قطع من منظف الأنابيب الحمراء ، طول كل منها بوصتان
- أربع شرائح من منظف الأنابيب الزرقاء ، طول كل منها 2 بوصة
- سلك باعة الزهور ، أو منظفات الأنابيب البيضاء أو السوداء
- كماشة الأنف إبرة
- ملصقات أو قطعة إضافية من كل مادة لإنشاء مفتاح