Desoxyribonukleinsäure (DNA)-Modelle begannen mit den Röntgenbeugungsbildern von Rosalind Franklin. Ihre Fotografien halfen Francis Crick und James Watson, ihre dreidimensionalen Bilder zu vervollständigen Modell der DNA, die mittlerweile berühmte Doppelhelix.
Während DNA-Modelle gekauft werden können, hilft der Bau eines Modells, die Struktur zu verstehen.
DNA-Doppelhelix-Modell
Das DNA-Doppelhelix-Modell enthält sechs Teile. Das Rückgrat oder die Seiten des Modells bestehen aus Phosphatmolekülen, die sich mit Desoxyribosemolekülen abwechseln. Das stickstoffhaltige Basen des DNA-Moleküls verbinden sich nur mit den Desoxyribose-Molekülen, nicht mit den Phosphat-Molekülen.
Etwa 60 Prozent der Sprossen des DNA-Molekül bestehen aus stickstoffhaltigen Adenin-Thymin-Basen. Etwa 40 Prozent der Sprossen bestehen aus Guanin-Cytosin-Basen. Wenn das Modell 10 Sprossen hat, sind sechs Sprossen Adenin-Thymin-Sprossen und die verbleibenden vier Sprossen sind Guanin-Cytosin-Sprossen.
Adenin und Thymin verbinden sich mit zwei Wasserstoffbrücken, während Guanin und Cytosin mit drei Wasserstoffbrücken verbunden sind. Adenin kann sich nicht mit Cytosin verbinden und Guanin kann sich nicht mit Thymin verbinden, weil die Wasserstoffbrücken nicht übereinstimmen. (Siehe Ressourcen, um den Aufbau eines DNA-Moleküls zu üben.) Adenin und Guanin sind Doppelringmoleküle, etwas größer als die Thymin- und Cytosin-Einzelringmoleküle.
Die stickstoffhaltigen Sprossen orientieren sich nicht immer mit der gleichen Base auf der gleichen Seite, so dass die Adenin-Thymin-Sprosse hat manchmal das Adenin auf der linken Seite und manchmal ist das Thymin eingeschaltet die linke. Guanin und Cytosin können auch die Seiten wechseln.
Das DNA-Molekül bildet eine Doppelhelix. Die Struktur sieht aus wie eine Leiter, die herum und herum verdreht ist. Das Modell sollte diese Form widerspiegeln.
Aufbau des DNA-Doppelhelix-Modells
Konstruieren Sie die DNA Modell mit Strohhalmen. Diese Anweisungen verwenden Perlen für die Rückgratseiten und Strohhalme für die Sprossen.
Materialauswahl: Die Kügelchen für das Desoxyribose-Molekül müssen einen Durchmesser haben, der gleich oder etwas größer als der Durchmesser des Strohhalms ist. Ponyperlen in zwei Farben wie Weiß und Schwarz werden gut funktionieren.
Das Modell erfordert ein Verbindungsmaterial, das flexibel genug ist, um sich durch die Strohhalme und Perlen zu weben, während es stabil genug ist, um die dreidimensionale Form des Modells zu halten. Entweder Floristendraht oder Pfeifenreiniger funktionieren.
Verwenden Sie durchsichtige oder durchscheinende Strohhalme und stecken Sie farbige Pfeifenreiniger durch die Strohhalme, um die vier stickstoffhaltigen Basen zu unterscheiden. Verwenden Sie beispielsweise Gelb für Adenin, Grün für Thymin, Rot für Guanin und Blau für Cytosin. Verwenden Sie für das Rückgrat weißen oder schwarzen Pfeifenreiniger oder Floristendraht.
Aufbau des Rückgrats: Das DNA-Molekül hat zwei Seiten oder Rückgrate. Weben Sie den Pfeifenreiniger- oder Floristendraht abwechselnd durch schwarze und weiße Ponyperlen, um eine Perlenlänge von mindestens 20 Perlen zu bilden (10 weiße und 10 schwarze Perlen). Wiederholen Sie den Vorgang, um die gegenüberliegende Seite zu konstruieren. Sie können entlang jedes Rückgrats ein paar zusätzliche Perlen hinzufügen.
Aufbau der Sprossen: Konstruieren Sie sechs Adenin-Thymin-Basenpaare und vier Guanin-Cytosin-Basenpaare, um ein Modell zu erstellen, das das richtige Verhältnis von Adenin-Thymin und Guanin-Cytosin zeigt. Beginnen Sie mit dem Schneiden von 10 Stück Stroh, die jeweils 5 cm lang sind.
Adenin-Thymin-Basenpaare
Etwas außermittig sechs Strohabschnitte mit einem V-förmigen oder einem schrägen Schnitt auseinander schneiden.
Schneiden Sie sechs 2-Zoll-Stücke gelben Pfeifenreinigers (für Adenin) und sechs 2-Zoll-Stücke grünen Pfeifenreinigers (für Thymin) ab.
Fädeln Sie den gelben Pfeifenreiniger durch die längeren Strohhalmstücke und den grünen Pfeifenreiniger durch die kürzeren Strohhalmstücke.
Guanin-Cytosin-Basenpaare
Schneiden Sie die restlichen vier Strohabschnitte leicht außermittig mit einem gebogenen Schnitt auseinander.
Schneiden Sie vier 2 Zoll lange rote Pfeifenreiniger (für Guanin) und vier 2 Zoll lange blaue Pfeifenreiniger (für Cytosin) ab.
Fädeln Sie den roten Pfeifenreiniger durch die längeren Strohhalmstücke und den blauen Pfeifenreiniger durch die kürzeren Strohhalmstücke.
Verbinden der Sprossen: Verwenden Sie eine Spitzzange, um die Sprossen und das Modell zusammenzubauen.
Passen Sie die abgewinkelten Schnittenden eines Adenin- und eines Thymin-Strohhalms an. Verwenden Sie eine Zange, um an den Enden der Pfeifenreinigersegmente einen Haken zu erstellen. Haken Sie den gelben und den grünen Pfeifenreiniger zusammen und schließen Sie die Haken, um die Teile zusammenzuhalten. Wiederholen, um sechs Adenin-Thymin-Sprossen zu bilden.
Passen Sie die gebogenen Enden eines Guanin- und eines Cytosin-Strohhalmabschnitts an. Haken Sie die Pfeifenreiniger-Enden ein und verbinden Sie sie wie bei den Adenin-Thymin-Sprossen. Wiederholen Sie den Vorgang, um die vier Guanin-Cytosin-Sprossen zu bilden.
Zusammenbau des Modells
Entscheiden Sie, ob die weißen oder schwarzen Ponyperlen im Rückgrat Desoxyribosemoleküle darstellen. Die Basen werden nur an dieser Farbe befestigt.
In diesem Beispiel soll die schwarze Perle Desoxyribose darstellen. Befestigen Sie ein Ende einer Adenin-Thymin- oder Guanin-Cytosin-Sprosse, indem Sie das Ende des Pfeifenreinigers durch den Draht oder Pfeifenreiniger stecken, der die Perlen hält. Sie sollten eine Überlänge des Pfeifenreinigers haben.
Wiederholen Sie das Verbinden jeder Sprosse mit einer schwarzen Perle, bis alle 10 Sprossen an einem Rückgrat befestigt sind. Denken Sie daran, dass nicht alle Adenin- oder Guaninbasen an derselben Seite des Modells anhaften.
Verbinden Sie das gegenüberliegende Ende jeder Sprosse mit einer schwarzen Perle am zweiten Rückgrat. Das Modell sollte jetzt wie eine Leiter aussehen.
Positionieren Sie die Sprossen so, dass sie ausgerichtet sind. Ziehen Sie die Enden der Pfeifenreiniger so fest, dass das Modell stabil und etwas steif ist. Schneiden Sie bei Bedarf die Enden der Pfeifenreiniger ab.
Mach den Twist
Das DNA-Molekül bildet a Doppelhelix. Nehmen Sie das Modell auf und drehen Sie das Modell vorsichtig zu einer Spirale.
Beschriften Sie das Modell
Beschriften Sie das Modell entweder oder erstellen Sie einen Schlüssel, um die Elemente des Modells zu identifizieren.
Dinge, die du brauchen wirst
- Mindestens 20 weiße Ponyperlen
- Mindestens 20 schwarze Ponyperlen
- 10, 2 Zoll lange Stücke von klaren oder durchscheinenden Strohhalmsegmenten
- Sechs Segmente gelber Pfeifenreiniger, jeweils 2 Zoll lang
- Sechs Segmente grüner Pfeifenreiniger, jeweils 2 Zoll lang
- Vier Segmente roter Pfeifenreiniger, jeweils 2 Zoll lang
- Vier Segmente blauer Pfeifenreiniger, jeweils 2 Zoll lang
- Floristendraht oder weiße oder schwarze Pfeifenreiniger
- Spitzzange
- Etiketten oder ein zusätzliches Stück von jedem Material, um einen Schlüssel zu erstellen