Когато повечето хора чуят термина „ДНК“, те автоматично представят класическата двойна спирала. Представяйки си компонентите, които изграждат тази велика спирала от генетичен материал, често се чувства малко по-сложно. За щастие разбирането как функционират базовите двойки и дори изчисляването на процентите за всяка база в ДНК проба всъщност е просто.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Във всяка ДНК проба има четири основи, които се сдвояват само по един начин: аденин и тимин, гуанин и цитозин. Те представляват 100 процента от извадката. Правилото на Chargaff гласи, че концентрацията за всяка основа в основна двойка винаги е равна на нейната половинка, така че концентрацията на аденин е равна на концентрацията на тимин, например. Използвайки тази информация и проста математика, можете да намерите процента на аденин в проба, ако знаете процента на която и да е друга основа.
ДНК базови двойки
Двойната спирала на ДНК съдържа две нишки генетичен материал, усукани заедно, така че се побира вътре в ядрото на клетката. Структурата на тази спирала е резултат от начина, по който четирите основи се сдвояват и свързват помежду си. Тези четири основи са аденин, гуанин, тимин и цитозин.
По отношение на химическата структура и аденинът, и гуанинът са пурини, докато тиминът и цитозинът са пиримидини. Тази химическа разлика гарантира, че стабилните водородни връзки между основите винаги се сдвояват по един и същи начин: аденин с тимин и гуанин с цитозин.
Наблюдение на Erwin Chargaff’s
Учените не винаги са познавали функцията на ДНК. Всъщност предложението от 1944 г., че ДНК може да бъде генетичният материал на клетката, вдъхновява спекулации и дори противоречия. Независимо от това, някои учени започнаха сериозно да изучават ДНК, включително Ервин Чаргаф. През 1950 г. Chargaff забелязва, че когато се разделят, пурините (аденин и гуанин) винаги съществуват в съотношение 1: 1 с пиримидините (тимин и цитозин). Тази констатация се превърна в научен елемент: правилото на Chargaff.
Прилагане на правилото на Chargaff
Правилото на Chargaff означава, че във всяка проба концентрацията на аденин винаги ще бъде равна на концентрацията на двойката му тимин, а концентрациите на гуанин и цитозин също ще бъдат равни. Ако трябва да изчислите процента на аденин в ДНК проба, можете да използвате правилото на Chargaff, за да разрешите проблема. Например, ако знаете, че ДНК пробата е 20 процента тимин, вие автоматично знаете, че това е и 20 процента аденин, тъй като те се сдвояват.
Можете също така да изчислите процента на аденин, когато се дава процентът на гуанин или цитозин. Тъй като знаете, че в ДНК има само четири основи, всичките четири основи заедно трябва да са равни на 100 процента от пробата. Ако се даде информация, че пробата е 20 процента гуанин, можете да предположите, че тя също е 20 процента цитозин, тъй като гуанин и цитозин се сдвояват помежду си. Заедно това е 40 процента от общата проба. Можете да извадите тези 40 процента от 100 процента и да определите 60 процента от пробата да са аденин и тимин заедно. Тъй като тези две основи винаги съществуват в равни концентрации, знаете, че ДНК пробата е 30 процента аденин.
Понятията, свързани с биохимията на ДНК, понякога изглеждат много сложни. Благодарение на Chargaff, изчисляването на процентите бази, присъстващи в ДНК проба, се превръща в нищо повече от обикновен математически проблем.