Дезоксирибонуклеиновата киселина или ДНК е открита през 1953 г. от Джеймс Уотсън, Франсис Крик и Розалинд Франклин. Тази молекула се разглежда като основна основа за живота, тъй като съдържа информацията за изграждане на протеини и структури, необходими на всички организми. ДНК на всяко човешко същество е уникална по отношение на последователността на хилядите си индивидуални азотни основи двойки, точно както всяка книга съдържа думи, но нито една книга не съдържа еднакви изречения или еднакъв ред на думи. Но цялата ДНК е под формата на проста структура, двойна спирала, състояща се от повтаряща се серия от фосфатни групи, пет въглеродни захари и азотни основи, представени схематично като A, C, G и T.
Модели на ДНК могат да бъдат изградени от различни ежедневни, лесно достъпни елементи. Такива модели служат като ценни инструменти за предаване на основните неща на това елегантно произведение на природата.
Основната структура на ДНК
Двойна спирала може да бъде представена като много дълга, гъвкава стълба, като страните на стълбата са усукани в противоположни посоки от двата края, като резултатът е спираловидна форма. "Степенките" са водородните връзки между съседни базови двойки, като А (аденин) се свързва само с Т (тимин) и С (цитозин) се свързва само с G (гуанин). Всяка основа се свързва с пет въглеродна захар (S), противоположна на своята водородна връзка, и тези захари се свързват помежду си по страните на "стълбата" чрез фосфатна група (P) между тях.
Степента на усукване е важно да се визуализира за целите на изработването на модели на ДНК молекулата. Двойната спирала прави един пълен "обрат" на всеки пет до шест базови двойки. Но всеки правилен модел трябва да има само най-важното: захарите, фосфатите и основите трябва да са в правилните си позиции един спрямо друг.
Модели за средно училище: Рециклирани предмети
Дух на опазване на околната среда може да се прояви в изграждането на ДНК модели. След като се консултирате с диаграма, детайлизираща основната структура на молекулата, помислете колко различни вида уникални обекти са необходими, за да представят дължината на ДНК. (Отговорът е шест: по един за A, C, G, T, S и P.) Работейки самостоятелно или в групи, измислете списъци с елементи в кошчета за рециклиране в училище или вкъщи, които могат да се съчетаят, за да създадат модел на молекула.
Избраните елементи трябва да бъдат с еднакъв размер и не прекалено големи, за да се създаде точен модел. Например, различен тип сода може за всяка от четирите основи може да се комбинира с използването на порции яйчени картонени опаковки за захарите и пръчици за фосфатни групи.
Модели за гимназията: Изкопаване по-дълбоко в ДНК
Когато правите по-сложни модели на ДНК, едно предизвикателство е да се обясни защо A може да се сдвоява с, и само с, T и по подобен начин за C и G. (Отговорът е, че на нивото на тяхната триизмерна конформация в пространството, A има тенденция да се съчетава с T по начин, да речем, части от пъзел.) Модел от глина с гъвкава тел, оформяща гръбнака на "стъпалата" и "страните" е идеален начин за представяне това. Използвайте различни цветове глина за четирите основни типа и измислете различни правдоподобни форми за всеки; те трябва само да бъдат последователни и да отговарят на критериите за „приспособяване на части от пъзела“.
За допълнителен кредит формирайте хипотези относно причината, поради която ДНК се усуква в двойна спирала, вместо да остане в основна форма на стълба. (Отговор: положителните и отрицателните заряди на различните молекули се привличат и отблъскват взаимно такъв начин да се гарантира, че двойната спирала е единственият начин молекулата да съществува в стабилна форма.)