Deoksiribonukleinsku kiselinu ili DNK otkrili su 1953. James Watson, Francis Crick i Rosalind Franklin. Ova se molekula smatra temeljnom osnovom za život, jer sadrži informacije za izgradnju bjelančevina i struktura potrebnih u svim organizmima. DNA svakog ljudskog bića jedinstvena je u pogledu slijeda njegovih tisuća pojedinačnih dušičnih baza parovi, baš kao što svaka knjiga sadrži riječi, ali niti jedna knjiga ne sadrži iste rečenice ili isti redoslijed riječi. Ali sva DNA ima oblik jednostavne strukture, dvostruke zavojnice, koja se sastoji od ponavljajuće serije fosfatne skupine, šećer s pet ugljika i dušične baze, shematski predstavljeni kao A, C, G i T.
Modeli DNK mogu se graditi od raznih svakodnevnih, lako dostupnih predmeta. Takvi modeli služe kao vrijedni alati za priopćavanje osnova ovog elegantnog djela prirode.
Osnovna struktura DNA
Dvostruka zavojnica može se zamisliti kao vrlo dugačka, fleksibilna ljestvica, s bočnim stranama ljestvi uvijenih u suprotnim smjerovima s oba kraja, a rezultat je spiralnog oblika. "Prečke" su vodikove veze između susjednih baznih parova, pri čemu se A (adenin) veže samo na T (timin), a C (citozin) veže samo na G (gvanin). Svaka baza veže se na šećer s pet ugljika (S) nasuprot vodikovoj vezi, a ti se šećeri vezuju jedni za druge uz bočne strane "ljestvice" putem fosfatne skupine (P) između njih.
Stupanj uvijanja važno je vizualizirati u svrhu izrade modela molekule DNA. Dvostruka zavojnica čini jedan potpuni "zaokret" otprilike svakih pet do šest osnovnih parova. Ali bilo koji ispravan model mora imati samo ono osnovno: šećeri, fosfati i baze moraju biti u odgovarajućim međusobnim položajima.
Modeli srednje škole: reciklirani predmeti
Duh zaštite okoliša može se pokazati u izradi DNK modela. Nakon konzultacija s dijagramom koji detaljno opisuje osnovnu strukturu molekule, razmislite koliko je različitih vrsta jedinstvenih predmeta potrebno da bi se prikazala duljina DNA. (Odgovor je šest: po jedan za A, C, G, T, S i P.) Radeći sami ili u skupinama, dođite do popisa predmeti u školskim ili kućnim kantama za reciklažu koji bi se vjerovatno mogli uklopiti u model modela molekula.
Odabrani predmeti moraju biti slične veličine i ne pretjerano veliki da bi se stvorio točan model. Na primjer, druga vrsta limenke soda za svaku od četiri baze može se kombinirati uz upotrebu dijelova kartona u jajima za šećere i štapića od popsule za fosfatne skupine.
Srednjoškolski modeli: dublje kopanje u DNA
Kada se izrađuju detaljniji modeli DNK, jedan je izazov objasniti zašto se A može spojiti sa, i samo s, T i slično za C i G. (Odgovor je da na razini svoje trodimenzionalne konformacije u prostoru A teži da se uklopi u T na način, recimo, dijelovi slagalice.) Model od gline s fleksibilnom žicom koja čini kralježnicu "prečki" i "bočnih strana" idealan je način za predstavljanje ovaj. Koristite različite boje gline za četiri osnovne vrste i za svaku smislite različite vjerojatne oblike; oni trebaju biti samo dosljedni i udovoljavati kriterijima "uklapanja dijelova slagalice".
Za dodatni kredit, oblikujte hipoteze o razlogu zašto se DNA uvija u dvostruku zavojnicu, umjesto da ostane u osnovnom obliku ljestvice. (Odgovor: pozitivni i negativni naboji na različitim molekulama međusobno se privlače i odbijaju takav način da se osigura da je dvostruka zavojnica jedini način postojanja molekule u staji oblik.)