Deoxyribonukleinsyre eller DNA blev opdaget i 1953 af James Watson, Francis Crick og Rosalind Franklin. Dette molekyle betragtes som det grundlæggende grundlag for livet, da det indeholder den information til opbygning af proteiner og strukturer, der kræves i alle organismer. Ethvert menneskes DNA er unikt med hensyn til rækkefølgen af dets tusinder af individuel nitrogenholdig base par, ligesom hver bog indeholder ord, men ingen to bøger indeholder de samme sætninger eller den samme rækkefølge ord. Men alt DNA har form af en simpel struktur, en dobbelt helix, der består af en gentagende serie af phosphatgrupper, fem-carbon-sukker og nitrogenholdige baser, skematisk repræsenteret som A, C, G og T.
Modeller af DNA kan konstrueres af en række hverdagslige, let tilgængelige genstande. Sådanne modeller fungerer som værdifulde værktøjer til at kommunikere det væsentlige i dette elegante naturværk.
Den grundlæggende struktur af DNA
En dobbelt helix kan opfattes som en meget lang, fleksibel stige, hvor stigenes sider er snoet i modsatte retninger fra begge ender, hvor resultatet er en spiralform. "Trin" er hydrogenbindingerne mellem tilstødende basepar, hvor A (adenin) kun binder til T (thymin) og C (cytosin) kun binder til G (guanin). Hver base binder til et fem-kulstofsukker (S) overfor dets hydrogenbinding, og disse sukkerarter binder sig til hinanden langs siderne af "stigen" via en fosfatgruppe (P) imellem dem.
Graden af twist er vigtig at visualisere med henblik på at fremstille modeller af DNA-molekylet. Den dobbelte helix udgør et komplet "twist" omkring hver fem til seks basepar. Men enhver korrekt model behøver kun at have det væsentlige rigtigt: sukkerarterne, fosfaterne og baserne skal alle være i deres rette positioner i forhold til hinanden.
Mellemskolemodeller: Genbrugsprodukter
En ånd af miljøbeskyttelse kan dukke op i opbygningen af DNA-modeller. Efter at have konsulteret et diagram, der beskriver molekylens grundlæggende struktur, skal du overveje, hvor mange forskellige slags unikke objekter der er nødvendige for at repræsentere en længde af DNA. (Svaret er seks: en hver for A, C, G, T, S og P.) Arbejd alene eller i grupper, kom med lister over genstande i skole eller hjem, der muligvis passer sammen for at skabe en model af molekyle.
De valgte emner skal have samme størrelse og ikke for store for at skabe en nøjagtig model. F.eks. Kunne en anden type sodavand for hver af de fire baser kombineres med anvendelsen af portioner af æggekartoner til sukkerarterne og popsicle-pindene til phosphatgrupperne.
High-School modeller: Gravning dybere i DNA
Når man laver mere detaljerede DNA-modeller, er en udfordring at forklare, hvorfor A muligvis kan parre med, og kun med, T og tilsvarende for C og G. (Svaret er, at A på niveauet med deres tredimensionelle konformation i rummet har en tendens til at passe med T på den måde, f.eks. puslespilstykker.) En lermodel med fleksibel tråd, der danner rygsøjlen på "trin" og "siderne", er en ideel måde at repræsentere det her. Brug forskellige farver ler til de fire basetyper, og kom med forskellige sandsynlige former for hver; de behøver kun at være ensartede og opfylde kriterierne for "puslespil, der passer".
For ekstra kredit, form hypoteser om grunden til, at DNA drejer sig ind i en dobbelt helix snarere end at forblive i en grundlæggende stigeform. (Svar: De positive og negative ladninger på de forskellige molekyler tiltrækker og afviser hinanden en sådan måde at sikre, at den dobbelte helix er den eneste måde, hvorpå molekylet kan eksistere i en stald form.)