Kyselinu deoxyribonukleovou neboli DNA objevili v roce 1953 James Watson, Francis Crick a Rosalind Franklin. Tato molekula je považována za základní základ pro život, protože obsahuje informace pro tvorbu proteinů a struktur požadovaných ve všech organismech. DNA každé lidské bytosti je jedinečná, pokud jde o sekvenci jejích tisíců jednotlivých dusíkatých bází páry, stejně jako každá kniha obsahuje slova, ale žádné dvě knihy neobsahují stejné věty nebo stejné pořadí slova. Ale veškerá DNA má podobu jednoduché struktury, dvojité šroubovice, sestávající z opakující se řady fosfátové skupiny, pět uhlíkových cukrů a dusíkaté báze, které jsou schematicky znázorněny jako A, C, G a T.
Modely DNA lze sestavit z různých každodenních, snadno dostupných položek. Takové modely slouží jako cenné nástroje pro komunikaci základů tohoto elegantního díla přírody.
Základní struktura DNA
Dvojitou šroubovici lze chápat jako velmi dlouhý, pružný žebřík, jehož strany jsou z obou konců zkroucené v opačných směrech, takže výsledkem je spirálový tvar. „Příčky“ jsou vodíkové vazby mezi sousedními páry bází, přičemž vazba A (adenin) se váže pouze na T (thymin) a C (cytosin) pouze na G (guanin). Každá báze se váže na pět uhlíkový cukr (S) naproti své vodíkové vazbě a tyto cukry se navzájem vážou po stranách „žebříku“ prostřednictvím fosfátové skupiny (P) mezi nimi.
Stupeň zkroucení je důležité vizualizovat pro účely vytváření modelů molekuly DNA. Dvojitá šroubovice vytváří jeden úplný „zákrut“ přibližně každých pět až šest základních párů. Jakýkoli správný model však musí mít právo pouze na to podstatné: cukry, fosfáty a zásady musí být všechny ve správné pozici vůči sobě navzájem.
Modely střední školy: Recyklované položky
Při vytváření modelů DNA se může projevit duch ochrany životního prostředí. Po prostudování diagramu, který podrobně popisuje základní strukturu molekuly, zvažte, kolik různých druhů jedinečných objektů je potřeba k reprezentaci délky DNA. (Odpověď je šest: po jednom pro A, C, G, T, S a P.) Pracujte samostatně nebo ve skupinách a připravte si seznamy předměty ve školních nebo domácích nádobách na recyklaci, které by se mohly hodnověrně hodit k vytvoření modelu modelu molekula.
Vybrané položky musí mít podobnou velikost, a nikoli příliš velkou, aby vytvořil přesný model. Například lze pro každý ze čtyř základů kombinovat jiný typ plechovky s sodem s použitím částí vaječných kartonů pro cukry a tyčinek na nanuky pro fosfátové skupiny.
Středoškolské modely: Kopání hlouběji do DNA
Při vytváření komplikovanějších modelů DNA je jednou výzvou vysvětlit, proč by se A mohla spárovat s, a to pouze s, T a podobně pro C a G. (Odpověď je, že na úrovni jejich trojrozměrné konformace v prostoru má A tendenci zapadat do T způsobem, řekněme, kousky skládačky.) Hliněný model s pružným drátem tvořícím páteř „příček“ a „boků“ je ideálním způsobem, jak reprezentovat tento. Použijte čtyři barvy jílu pro čtyři základní typy a pro každý vymyslete různé věrohodné tvary; musí být pouze konzistentní a splňovat kritéria pro „skládání dílků“.
Pro větší uznání si vytvořte hypotézy o důvodu, že se DNA spíše zkroutí do dvojité šroubovice, než aby zůstala v základním tvaru žebříku. (Odpověď: kladné a záporné náboje na různých molekulách se navzájem přitahují a odpuzují takový způsob, jak zajistit, že dvojitá šroubovice je jediný způsob, jak může molekula existovat ve stáji formulář.)