كيفية حساب النسب المئوية للأدينين في حبلا الحمض النووي

عندما يسمع معظم الناس مصطلح "DNA" ، فإنهم يصورون تلقائيًا الحلزون المزدوج الكلاسيكي. غالبًا ما يكون تخيل المكونات التي تشكل هذا اللولب العظيم من المادة الوراثية أكثر تعقيدًا بعض الشيء. لحسن الحظ ، فإن فهم كيفية عمل أزواج القواعد وحتى حساب النسب المئوية لكل قاعدة في عينة الحمض النووي هو في الواقع أمر واضح ومباشر.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

في أي عينة DNA ، توجد أربع قواعد تتزاوج بطريقة واحدة فقط: الأدينين والثايمين والجوانين والسيتوزين. مجموعهم 100 في المئة من العينة. تنص قاعدة Chargaff على أن تركيز كل قاعدة في زوج أساسي يساوي دائمًا رفيقه ، لذا فإن تركيز الأدينين يساوي تركيز الثايمين ، على سبيل المثال. باستخدام هذه المعلومات والرياضيات البسيطة ، يمكنك إيجاد النسبة المئوية للأدينين في عينة إذا كنت تعرف النسبة المئوية لأي قاعدة أخرى.

يحتوي اللولب المزدوج للحمض النووي على شريطين من المواد الجينية الملتوية معًا ، لذا فهي تناسب نواة الخلية. ينتج هيكل هذا اللولب عن الطريقة التي تقترن بها القواعد الأربع وترتبط ببعضها البعض. هذه القواعد الأربعة هي الأدينين والجوانين والثايمين والسيتوزين.

من حيث التركيب الكيميائي ، يعتبر كل من الأدينين والجوانين من البيورينات بينما الثايمين والسيتوزين عبارة عن بيريميدين. يضمن هذا الاختلاف الكيميائي أن الروابط الهيدروجينية المستقرة بين القواعد دائمًا تقترن بنفس الطريقة: الأدينين مع الثايمين والجوانين مع السيتوزين.

لم يعرف العلماء دائمًا وظيفة الحمض النووي. في الواقع ، فإن اقتراح عام 1944 القائل بأن الحمض النووي قد يكون المادة الجينية للخلية قد ألهم التكهنات وحتى الجدل. ومع ذلك ، بدأ بعض العلماء في دراسة الحمض النووي بجدية ، بما في ذلك Erwin Chargaff. في عام 1950 ، لاحظ Chargaff أنه عند فصل البيورينات (الأدينين والجوانين) توجد دائمًا بنسبة 1: 1 مع البيريميدين (الثايمين والسيتوزين). أصبح هذا الاكتشاف عنصرًا علميًا: قاعدة Chargaff.

تعني قاعدة Chargaff أنه في أي عينة ، فإن تركيز الأدينين سوف يساوي دائمًا تركيز زوج الثايمين ، وستكون تركيزات الجوانين والسيتوزين متساوية أيضًا. إذا كنت بحاجة إلى حساب النسبة المئوية للأدينين في عينة الحمض النووي ، فيمكنك استخدام قاعدة Chargaff لحل المشكلة. على سبيل المثال ، إذا كنت تعرف أن عينة الحمض النووي تتكون من 20 بالمائة من الثايمين ، فأنت تعلم تلقائيًا أنها تحتوي على 20 بالمائة من الأدينين أيضًا ، نظرًا لأنها تتزاوج معًا.

يمكنك أيضًا حساب النسبة المئوية للأدينين عند إعطاء نسبة الجوانين أو السيتوزين. نظرًا لأنك تعلم أنه لا يوجد سوى أربع قواعد في الحمض النووي ، يجب أن تساوي جميع القواعد الأربعة معًا 100 بالمائة من العينة. إذا أعطيت المعلومات التي تفيد بأن العينة تتكون من 20 في المائة من الجوانين ، فيمكنك تخمين أنها تحتوي أيضًا على 20 في المائة من السيتوزين منذ زوج الجوانين والسيتوزين مع بعضهما البعض. معًا ، هذا يمثل 40 بالمائة من إجمالي العينة. يمكنك طرح 40 في المائة من 100 في المائة وتحديد 60 في المائة من العينة يجب أن تكون من الأدينين والثيمين معًا. نظرًا لوجود هاتين القاعدتين دائمًا بتركيزات متساوية ، فأنت تعلم أن عينة الحمض النووي هي 30 بالمائة من الأدينين.

تبدو المفاهيم المرتبطة بالكيمياء الحيوية للحمض النووي في بعض الأحيان معقدة للغاية. بفضل Chargaff ، لا يصبح حساب النسب المئوية للقواعد الموجودة في عينة الحمض النووي أكثر من مسألة حسابية بسيطة.