Deoksüribonukleiinhappe ehk DNA avastasid 1953. aastal James Watson, Francis Crick ja Rosalind Franklin. Seda molekuli peetakse elu põhialuseks, kuna see sisaldab teavet kõigi organismide jaoks vajalike valkude ja struktuuride ehitamiseks. Iga inimese DNA on ainulaadne selle tuhandete lämmastikualuste järjestuse poolest paaridena, nii nagu igas raamatus on sõnu, kuid kahes raamatus pole ühesuguseid lauseid või sama järjestust sõnu. Kuid kogu DNA on lihtsa struktuuri, topeltheeliksi kujul, mis koosneb korduvatest seeriatest fosfaatrühmad, viiesüsinikulised suhkrud ja lämmastikalused, mis on skemaatiliselt tähistatud kui A, C, G ja T.
DNA mudeleid saab valmistada mitmesugustest igapäevastest hõlpsasti kättesaadavatest esemetest. Sellised mudelid on väärtuslikud vahendid selle elegantse loodustöö oluliste asjade edastamiseks.
DNA põhistruktuur
Kahekordse spiraali võib ette kujutada väga pika paindliku redelina, kusjuures redeli küljed on mõlemast otsast keeratud vastassuunas ja tulemuseks on spiraalne kuju. "Pulgad" on vesiniksidemed külgnevate aluspaaride vahel, kusjuures A (adeniin) seondub ainult T-ga (tümiin) ja C (tsütosiin) ainult G-ga (guaniin). Iga alus seondub vesiniksideme vastas oleva viiesüsinikulise suhkruga (S) ja need suhkrud seonduvad üksteisega piki "redeli" külgi fosfaatrühma (P) kaudu.
DNA molekuli mudelite valmistamise eesmärgil on selle keerdumise aste visualiseerimiseks oluline. Topeltheeliks teeb ühe täieliku "keerdumise" umbes iga viie kuni kuue aluspaari kohta. Kuid igal õigel mudelil peab olema ainult põhiline: nii suhkrud, fosfaadid kui ka alused peavad olema üksteise suhtes õiges asendis.
Keskkooli mudelid: taaskasutatud esemed
DNA-mudelite loomisel võib ilmneda keskkonnakaitse vaim. Pärast molekuli põhistruktuuri üksikasjaliku skeemiga tutvumist kaaluge, kui palju erinevaid unikaalseid objekte on vaja DNA pikkuse tähistamiseks. (Vastus on kuus: üks A, C, G, T, S ja P kohta.) Üksinda või rühmades töötades koostage loendid esemed kooli või kodus taaskasutuskastides, mis võivad usutavalt kokku sobida, et luua molekul.
Täpse mudeli loomiseks peavad valitud üksused olema sarnase suurusega ja mitte liiga suured. Näiteks võiks iga nelja aluse jaoks kasutada erinevat tüüpi soodakannu suhkrute munakarpide ja fosfaatrühmade jaoks popsicle-pulgade osade kasutamisega.
Keskkooli mudelid: sügavamale DNA-sse kaevamine
Keerukamate DNA-mudelite tegemisel on üks väljakutse selgitada, miks A võib paarida T-ga ja ainult temaga ning sarnaselt C-ga ja G-ga. (Vastus on, et nende ruumilise ruumilise konformatsiooni tasemel kipub A sobima T-ga näiteks mosaiigitükid.) Savimudel painduva traadiga, mis moodustab "astmete" ja "külgede" selgroo, on ideaalne viis seda. Kasutage nelja põhitüübi jaoks erinevat värvi savi ja mõelge nende jaoks välja erinevad usutavad kujundid; need peavad olema ainult järjepidevad ja vastama "pusletükkidele sobivad" kriteeriumidele.
Lisakrediidi saamiseks koostage hüpoteesid põhjuse kohta, miks DNA keerutab end topeltheeliksiks, selle asemel et jääda redeli põhikujule. (Vastus: erinevate molekulide positiivsed ja negatiivsed laengud meelitavad üksteist sisse ja tõrjuvad selline viis tagada, et topeltheeliks on ainus viis molekuli stabiilses eksisteerimiseks vorm.)