Modely kyseliny deoxyribonukleové (DNA) začaly rentgenovými difrakčními snímky pořízenými Rosalind Franklinovou. Její fotografie pomohly Francisovi Crickovi a Jamesi Watsonovi dokončit jejich trojrozměrnost model DNA, nyní známá dvojitá šroubovice.
Zatímco modely DNA lze zakoupit, stavba modelu pomáhá porozumět struktuře.
Model DNA s dvojitou šroubovicí
Model DNA s dvojitou šroubovicí obsahuje šest částí. Páteř nebo strany modelu sestávají z molekul fosfátů střídajících se s molekulami deoxyribózy. The dusíkaté báze DNA molekuly se spojí pouze s molekulami deoxyribózy, ne s molekulami fosfátu.
Asi 60 procent příček v Molekula DNA jsou vyrobeny z dusíkatých bází adenin-thymin. Asi 40 procent příček je vyrobeno z guanin-cytosinových bází. Pokud má model 10 příček, bude šest příček příčkami adeninu a thyminu a zbývající čtyři příčky budou příčkami guanin-cytosinu.
Adenin a thymin se spojují dvěma vodíkovými vazbami, zatímco guanin a cytosin se spojují se třemi vodíkovými vazbami. Adenin se nemůže spojit s cytosinem a guanin se nemůže spojit s thyminem, protože vodíkové vazby se neshodují. (Viz Zdroje pro procvičení budování molekuly DNA.) Adenin a guanin jsou molekuly s dvěma kruhy, o něco větší než molekuly thyminu a cytosinu s jedním kruhem.
Dusíkaté příčky se neorientují vždy se stejnou základnou na stejné straně, což znamená, že příčka adenin-thymin někdy bude mít adenin na levé straně a někdy bude thymin zapnutý levá. Guanin a cytosin mohou také měnit strany.
Molekula DNA tvoří dvojitou spirálu. Struktura vypadá jako žebřík točený dokola a dokola. Model by měl odrážet tento tvar.
Sestavování modelu DNA s dvojitou spirálou
Postavte DNA model s brčka. Tyto směry používají korálky pro strany páteře a brčka pro příčky.
Výběr materiálů: Perličky pro molekulu deoxyribózy musí mít průměr stejný nebo mírně větší než průměr slámy. Pony korálky ve dvou barvách, jako je bílá a černá, budou dobře fungovat.
Model vyžaduje spojovací materiál, který je dostatečně pružný, aby se proplétal brčky a korálky, a zároveň dostatečně pevný, aby udržel trojrozměrný tvar modelu. Budou fungovat čističe drátů nebo trubek v květinářství.
Použijte čiré nebo průsvitné slámy a vložte barevné čističe trubek přes sekce slámy, abyste rozlišili čtyři dusíkaté základy. Například použijte žlutou pro adenin, zelenou pro tymin, červenou pro guanin a modrou pro cytosin. Pro páteř použijte bílé nebo černé čističe trubek nebo drát květinářství.
Budování páteře: Molekula DNA má dvě strany nebo páteř. Proplétejte čistič dýmek nebo drát květinářství střídáním černých a bílých pony korálků, abyste vytvořili délku korálků dlouhých nejméně 20 korálků (10 bílých a 10 černých korálků). Opakováním vytvořte opačnou stranu. Ke každé páteři můžete přidat několik dalších korálků.
Budování příček: Vytvořte šest párů bází adenin-thymin a čtyři páry bází guanin-cytosin a vytvořte model ukazující správný poměr adenin-thymin a guanin-cytosin. Začněte řezáním 10 sekcí slámy, každá o délce 2 palce.
Páry bází adenin-thymin
Mírně mimo střed, odřízněte šest slámových částí od sebe pomocí tvaru V nebo šikmého řezu.
Odřízněte šest 2palcových délek žlutého čističe trubek (pro adenin) a šest 2palcových kusů zeleného čističe trubek (pro tymin).
Protáhněte žlutý čistič trubek delšími kousky slámy a zelený čistič trubek kratšími kousky slámy.
Páry bází guanin-cytosin
Mírně mimo střed odřízněte zbývající čtyři části slámy od sebe pomocí zakřiveného řezu.
Odřízněte čtyři 2palcové délky červeného čističe trubek (pro guanin) a čtyři 2palcové délky modrého čističe trubek (pro cytosin).
Červený čistič trubek provlékněte delšími kousky slámy a modrý čistič trubek kratšími kousky slámy.
Spojení příček: Sestavte příčky a model pomocí kleští s jehlovým nosem.
Spojte šikmé řezané konce adeninové a thyminové slámové sekce. Pomocí kleští vytvořte háček na koncích segmentů čističe trubek. Zahákněte žluté a zelené čističe trubek k sobě a zavřete háčky, aby kusy držely pohromadě. Opakujte pro vytvoření šesti příček adeninu a thyminu.
Spojte zakřivené konce guaninové a cytosinové slámy. Zahákněte konce čističe trubek a připojte se, jako jste to udělali s příčky adenin-thymin. Opakujte pro vytvoření čtyř příček guanin-cytosin.
Sestavení modelu
Rozhodněte, zda bílé nebo černé pony korálky v páteři budou představovat molekuly deoxyribózy. Báze se připojí pouze k této barvě.
V tomto příkladu nechme černý korálek představovat deoxyribózu. Připojte jeden konec adenin-tyminové nebo guanin-cytosinové příčky zasunutím konce čističe trubek skrz drát nebo čistič trubek, který drží perličky. Měli byste mít přebytečnou délku čističe trubek.
Opakovaně připojujte každou příčku k černému korálku, dokud není všech 10 příček připojeno k jedné páteři. Pamatujte, že ne všechny adeninové nebo guaninové báze se budou připojovat ke stejné straně modelu.
Připojte opačný konec každé příčky k černému korálku na druhé páteři. Model by nyní měl vypadat jako žebřík.
Umístěte příčky tak, aby se vyrovnaly. Utáhněte konce čističů potrubí, aby byl model stabilní a poněkud tuhý. Je-li to nutné, ořízněte konce čističů trubek.
Proveďte Twist
Molekula DNA tvoří a dvojitá spirála. Vezměte model a opatrně jej otočte do spirály.
Označte model
Buď model označte, nebo vytvořte klíč k identifikaci prvků modelu.
Věci, které budete potřebovat
- Minimálně 20 bílých pony korálků
- Nejméně 20 černých pony korálků
- 10, 2 palce dlouhé kusy čirých nebo průsvitných segmentů ze slámy
- Šest segmentů žlutého čističe trubek, každý o délce 2 palce
- Šest segmentů zeleného čističe trubek, každý o délce 2 palce
- Čtyři segmenty červeného čističe trubek, každý o délce 2 palce
- Čtyři segmenty modrého čističe trubek, každý o délce 2 palce
- Květinářský drát nebo bílé nebo černé čističe trubek
- Jehlové kleště
- Štítky nebo další kousek každého materiálu k vytvoření klíče