Les modèles d'acide désoxyribonucléique (ADN) ont commencé avec les images de diffraction des rayons X prises par Rosalind Franklin. Ses photographies ont aidé Francis Crick et James Watson à compléter leur modèle d'ADN, la désormais célèbre double hélice.
Bien que des modèles d'ADN puissent être achetés, la construction d'un modèle aide à comprendre la structure.
Modèle à double hélice d'ADN
Le modèle de double hélice d'ADN contient six parties. Le squelette, ou les côtés, du modèle est constitué de molécules de phosphate alternant avec des molécules de désoxyribose. le bases azotées de la molécule d'ADN ne se connecte qu'avec les molécules de désoxyribose, pas avec les molécules de phosphate.
Environ 60 pour cent des échelons de la Molécule d'ADN sont constitués de bases azotées adénine-thymine. Environ 40 pour cent des échelons sont constitués de bases guanine-cytosine. Si le modèle comporte 10 échelons, six échelons seront des échelons adénine-thymine et les quatre échelons restants seront des échelons guanine-cytosine.
L'adénine et la thymine se connectent avec deux liaisons hydrogène tandis que la guanine et la cytosine se connectent avec trois liaisons hydrogène. L'adénine ne peut pas se connecter à la cytosine et la guanine ne peut pas se connecter à la thymine car les liaisons hydrogène ne correspondent pas. (Voir Ressources pour s'entraîner à construire une molécule d'ADN.) L'adénine et la guanine sont des molécules à double anneau, légèrement plus grosses que les molécules à simple anneau de la thymine et de la cytosine.
Les barreaux azotés ne s'orientent pas toujours avec la même base du même côté, ce qui signifie que le l'échelon adénine-thymine aura parfois l'adénine sur le côté gauche et parfois la thymine sera sur la gauche. La guanine et la cytosine peuvent également changer de côté.
La molécule d'ADN forme une double hélice. La structure ressemble à une échelle tordue autour et autour. Le modèle doit refléter cette forme.
Construire le modèle de double hélice d'ADN
Construire le ADN modèle avec des pailles. Ces instructions utilisent des perles pour les côtés de la colonne vertébrale et des pailles pour les échelons.
Sélection des matériaux : Les billes de la molécule de désoxyribose doivent avoir un diamètre égal ou légèrement supérieur au diamètre de la paille. Les perles de poney en deux couleurs telles que le blanc et le noir fonctionneront bien.
Le modèle nécessite un matériau de connexion suffisamment flexible pour se faufiler à travers les pailles et les perles tout en étant suffisamment solide pour maintenir la forme tridimensionnelle du modèle. Les fils ou les cure-pipes des fleuristes fonctionneront.
Utilisez des pailles transparentes ou translucides et insérez des cure-pipes colorés à travers les sections de paille pour distinguer les quatre bases azotées. Par exemple, utilisez le jaune pour l'adénine, le vert pour la thymine, le rouge pour la guanine et le bleu pour la cytosine. Utilisez des cure-pipes blancs ou noirs ou du fil de fleuriste pour les épines dorsales.
Construire la colonne vertébrale : La molécule d'ADN a deux côtés ou squelettes. Tissez le cure-pipe ou le fil de fleuriste en alternant des perles de poney noires et blanches pour construire une longueur de perles d'au moins 20 perles de long (10 perles blanches et 10 noires). Répétez l'opération pour construire le côté opposé. Vous pouvez ajouter quelques perles supplémentaires le long de chaque colonne vertébrale.
Construire les barreaux : Construire six paires de bases adénine-thymine et quatre paires de bases guanine-cytosine pour créer un modèle montrant le bon rapport adénine-thymine et guanine-cytosine. Commencez par couper 10 sections de paille de 2 pouces de long chacune.
Paires de bases adénine-thymine
Légèrement décentré, coupez six sections de paille en utilisant une forme en V ou une coupe en angle.
Coupez six longueurs de 2 pouces de cure-pipe jaune (pour l'adénine) et six morceaux de 2 pouces de cure-pipe vert (pour la thymine).
Enfilez le cure-pipe jaune à travers les morceaux de paille plus longs et le cure-pipe vert à travers les morceaux de paille plus courts.
Paires de bases guanine-cytosine
Légèrement décentré, coupez les quatre sections de paille restantes à l'aide d'une coupe incurvée.
Coupez quatre longueurs de 2 pouces de cure-pipe rouge (pour la guanine) et quatre longueurs de 2 pouces de cure-pipe bleu (pour la cytosine).
Enfilez le cure-pipe rouge à travers les morceaux de paille plus longs et le cure-pipe bleu à travers les morceaux de paille plus courts.
Connexion des échelons : Utilisez une pince à bec effilé pour assembler les échelons et le modèle.
Faites correspondre les extrémités coupées en angle d'une section de paille d'adénine et de thymine. Utilisez des pinces pour créer un crochet aux extrémités des segments de cure-pipe. Accrochez les cure-pipes jaunes et verts ensemble et fermez les crochets pour maintenir les pièces ensemble. Répétez l'opération pour former six barreaux d'adénine-thymine.
Faites correspondre les extrémités incurvées d'une section de paille de guanine et de cytosine. Accrochez les extrémités du cure-pipe et connectez-vous comme vous l'avez fait avec les barreaux adénine-thymine. Répétez l'opération pour former les quatre barreaux de guanine-cytosine.
Assemblage du modèle
Décidez si les perles de poney blanches ou noires dans la colonne vertébrale représenteront des molécules de désoxyribose. Les bases ne s'attacheront qu'à cette couleur.
Pour cet exemple, la bille noire représente le désoxyribose. Attachez une extrémité d'un échelon d'adénine-thymine ou de guanine-cytosine en insérant l'extrémité du cure-pipe à travers le fil ou le cure-pipe tenant les perles. Vous devriez avoir une longueur de cure-pipe en excès.
Répétez la connexion de chaque barreau à une perle noire jusqu'à ce que les 10 barreaux soient attachés à une épine dorsale. N'oubliez pas que toutes les bases d'adénine ou de guanine ne s'attacheront pas du même côté du modèle.
Connectez l'extrémité opposée de chaque barreau à une perle noire sur la deuxième épine dorsale. Le modèle devrait maintenant ressembler à une échelle.
Placez les barreaux de manière à ce qu'ils soient alignés. Serrez les extrémités des cure-pipes pour que le modèle soit stable et un peu rigide. Coupez les extrémités des cure-pipes si nécessaire.
Faites la torsion
La molécule d'ADN forme un double hélice. Prenez le modèle et tournez soigneusement le modèle en spirale.
Étiqueter le modèle
Étiquetez le modèle ou créez une clé pour identifier les éléments du modèle.
Choses dont vous aurez besoin
- Au moins 20 perles de poney blanches
- Au moins 20 perles de poney noires
- 10, morceaux de 2 pouces de long de segments de paille clairs ou translucides
- Six segments de cure-pipe jaune, 2 pouces de long chacun
- Six segments de cure-pipe vert, 2 pouces de long chacun
- Quatre segments de cure-pipe rouge, 2 pouces de long chacun
- Quatre segments de cure-pipe bleu, 2 pouces de long chacun
- Fil de fleuriste ou cure-pipes blancs ou noirs
- Pince à bec effilé
- Des étiquettes ou un morceau supplémentaire de chaque matériau pour créer une clé