Asam deoksiribonukleat, atau DNA, ditemukan pada tahun 1953 oleh James Watson, Francis Crick dan Rosalind Franklin. Molekul ini dianggap sebagai dasar fundamental bagi kehidupan, karena mengandung informasi untuk membangun protein dan struktur yang dibutuhkan semua organisme. DNA setiap manusia unik dalam hal urutan ribuan basa nitrogen individu berpasangan, sama seperti setiap buku berisi kata-kata tetapi tidak ada dua buku yang berisi kalimat yang sama atau urutan yang sama kata-kata. Tetapi semua DNA berbentuk struktur sederhana, heliks ganda, yang terdiri dari serangkaian pengulangan gugus fosfat, gula lima karbon dan basa nitrogen, direpresentasikan secara skematis sebagai A, C, G dan T.
Model DNA dapat dibangun dari berbagai barang sehari-hari yang tersedia. Model seperti itu berfungsi sebagai alat yang berharga untuk mengkomunikasikan esensi dari karya alam yang elegan ini.
Struktur Dasar DNA
Heliks ganda dapat dianggap sebagai tangga yang sangat panjang dan fleksibel, dengan sisi-sisi tangga dipelintir ke arah yang berlawanan dari kedua ujungnya, dengan hasilnya menjadi bentuk spiral. "Anak tangga" adalah ikatan hidrogen antara pasangan basa yang berdekatan, dengan ikatan A (adenin) hanya pada T (timin) dan C (sitosin) hanya pada ikatan G (guanin). Setiap basa mengikat gula lima karbon (S) yang berlawanan dengan ikatan hidrogennya, dan gula-gula ini terikat satu sama lain di sepanjang sisi "tangga" melalui gugus fosfat (P) di antara mereka.
Derajat lilitan penting untuk divisualisasikan untuk keperluan pembuatan model molekul DNA. Heliks ganda membuat satu "putaran" lengkap tentang setiap lima hingga enam pasangan basa. Tetapi setiap model yang benar hanya perlu memiliki hak esensial: gula, fosfat, dan basa semuanya harus berada dalam posisi yang tepat terhadap satu sama lain.
Model Sekolah Menengah: Barang Daur Ulang
Semangat pelestarian lingkungan dapat muncul dalam pembuatan model DNA. Setelah berkonsultasi dengan diagram yang merinci struktur dasar molekul, pertimbangkan berapa banyak jenis objek unik yang diperlukan untuk mewakili panjang DNA. (Jawabannya adalah enam: masing-masing satu untuk A, C, G, T, S dan P.) Bekerja sendiri atau dalam kelompok, buatlah daftar barang-barang di tempat sampah daur ulang sekolah atau rumah yang mungkin cocok untuk dijadikan model model molekul.
Item yang dipilih harus berukuran sama, dan tidak terlalu besar, untuk membuat model yang akurat. Misalnya, jenis kaleng soda yang berbeda untuk masing-masing dari empat basa dapat dikombinasikan dengan penggunaan porsi karton telur untuk gula dan stik es loli untuk gugus fosfat.
Model Sekolah Menengah: Menggali Lebih Dalam DNA
Saat membuat model DNA yang lebih rumit, salah satu tantangannya adalah menjelaskan mengapa A dapat berpasangan dengan, dan hanya dengan, T dan juga untuk C dan G. (Jawabannya adalah bahwa pada tingkat konformasi tiga dimensinya dalam ruang, A cenderung cocok dengan T dengan cara, katakanlah, potongan teka-teki jigsaw.) Model tanah liat dengan kawat fleksibel membentuk tulang belakang "anak tangga" dan "sisi" adalah cara yang ideal untuk mewakili ini. Gunakan warna tanah liat yang berbeda untuk keempat jenis dasar, dan buatlah bentuk yang masuk akal yang berbeda untuk masing-masing jenis; mereka hanya perlu konsisten dan memenuhi kriteria "pas potongan puzzle".
Untuk kredit tambahan, bentuk hipotesis tentang alasan DNA memutar dirinya menjadi heliks ganda daripada tetap dalam bentuk tangga dasar. (Jawaban: muatan positif dan negatif pada molekul yang berbeda menarik dan menolak satu sama lain dalam sedemikian rupa untuk memastikan bahwa heliks ganda adalah satu-satunya cara bagi molekul untuk eksis dalam stabil untuk m.)