Když většina lidí uslyší výraz „DNA“, automaticky si představí klasickou dvojitou šroubovici. Představit si komponenty, které tvoří tu velkou spirálu genetického materiálu, se často zdá být trochu komplikovanější. Naštěstí je pochopení toho, jak fungují páry bází, a dokonce i výpočet procent pro každou bázi ve vzorku DNA, ve skutečnosti jednoduché.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
V jakémkoli vzorku DNA existují čtyři báze, které se párují pouze jedním způsobem: adenin a thymin, guanin a cytosin. Celkem tvoří 100 procent vzorku. Chargaffovo pravidlo uvádí, že koncentrace pro každou bázi v páru bází je vždy stejná jako její kamarád, takže koncentrace adeninu se rovná například koncentraci thyminu. Pomocí těchto informací a jednoduché matematiky můžete zjistit procento adeninu ve vzorku, pokud znáte procento jakékoli jiné báze.
DNA základní páry
Dvojitá šroubovice DNA obsahuje dvě vlákna genetického materiálu zkroucená dohromady, takže se vejde do jádra buňky. Struktura této spirály vyplývá ze způsobu, jakým se čtyři báze spárují a navzájem se vážou. Tyto čtyři báze jsou adenin, guanin, tymin a cytosin.
Z hlediska chemické struktury jsou adenin i guanin oba puriny, zatímco thymin a cytosin jsou pyrimidiny. Tento chemický rozdíl zajišťuje, že stabilní vodíkové vazby mezi bázemi se vždy párují stejným způsobem: adenin s thyminem a guanin s cytosinem.
Pozorování Erwina Chargaffa
Vědci ne vždy znali funkci DNA. Ve skutečnosti návrh z roku 1944, že DNA může být genetickým materiálem buňky, inspiroval spekulace a dokonce kontroverze. Někteří vědci nicméně začali vážně studovat DNA, včetně Erwina Chargaffa. V roce 1950 si Chargaff všiml, že po oddělení puriny (adenin a guanin) vždy existují v poměru 1: 1 s pyrimidiny (thymin a cytosin). Toto zjištění se stalo vědeckou součástí: Chargaffova vláda.
Uplatňování pravidla Chargaffa
Chargaffovo pravidlo znamená, že v jakémkoli vzorku bude koncentrace adeninu vždy stejná jako koncentrace jeho páru thyminu a koncentrace guaninu a cytosinu budou stejné. Pokud potřebujete vypočítat procento adeninu ve vzorku DNA, můžete problém vyřešit pomocí Chargaffova pravidla. Například pokud víte, že vzorek DNA je 20 procent thyminu, automaticky víte, že jde také o 20 procent adeninu, protože se párují dohromady.
Můžete také vypočítat procento adeninu, když je uvedeno procento guaninu nebo cytosinu. Jelikož víte, že v DNA jsou pouze čtyři báze, musí se všechny čtyři báze rovnat 100 procentům vzorku. Pokud dostanete informaci, že ve vzorku je 20 procent guaninu, můžete se domnívat, že je to také 20 procent cytosinu, protože guanin a cytosin se navzájem párují. Dohromady to je 40 procent z celkového vzorku. Můžete odečíst těchto 40 procent od 100 procent a určit, že 60 procent vzorku musí být adenin a thymin společně. Protože tyto dvě báze existují vždy ve stejných koncentracích, víte, že vzorek DNA je 30 procent adeninu.
Pojmy spojené s biochemií DNA se někdy zdají velmi komplikované. Díky Chargaffovi se výpočet procenta bází přítomných ve vzorku DNA nestává ničím jiným než jednoduchým matematickým problémem.