L'acido desossiribonucleico, o DNA, è stato scoperto nel 1953 da James Watson, Francis Crick e Rosalind Franklin. Questa molecola è considerata la base fondamentale per la vita, in quanto contiene le informazioni per costruire proteine e strutture necessarie in tutti gli organismi. Il DNA di ogni essere umano è unico in termini di sequenza delle sue migliaia di singole basi azotate coppie, proprio come ogni libro contiene parole ma non esistono due libri che contengano le stesse frasi o lo stesso ordinamento di parole. Ma tutto il DNA assume la forma di una struttura semplice, una doppia elica, costituita da una serie ripetuta di gruppi fosfato, zuccheri a cinque atomi di carbonio e basi azotate, rappresentati schematicamente come A, C, G e t.
I modelli di DNA possono essere costruiti da una varietà di oggetti di uso quotidiano facilmente disponibili. Tali modelli servono come strumenti preziosi per comunicare l'essenziale di questa elegante opera della natura.
La struttura di base del DNA
Una doppia elica può essere concepita come una scala molto lunga e flessibile, con i lati della scala attorcigliati in direzioni opposte da entrambe le estremità, con il risultato di una forma a spirale. I "pioli" sono i legami idrogeno tra coppie di basi adiacenti, con A (adenina) che si lega solo a T (timina) e C (citosina) che si lega solo a G (guanina). Ogni base si lega a uno zucchero a cinque atomi di carbonio (S) opposto al suo legame idrogeno e questi zuccheri si legano tra loro lungo i lati della "scala" tramite un gruppo fosfato (P) tra di loro.
Il grado della torsione è importante da visualizzare allo scopo di creare modelli della molecola di DNA. La doppia elica fa una "torsione" completa circa ogni cinque o sei paia di basi. Ma qualsiasi modello corretto deve avere solo l'essenziale giusto: gli zuccheri, i fosfati e le basi devono essere tutti nelle posizioni corrette l'uno rispetto all'altro.
Modelli di scuola media: oggetti riciclati
Uno spirito di conservazione ambientale può manifestarsi nella costruzione di modelli di DNA. Dopo aver consultato un diagramma che descrive in dettaglio la struttura di base della molecola, considera quanti tipi diversi di oggetti unici sono necessari per rappresentare una lunghezza di DNA. (La risposta è sei: una per A, C, G, T, S e P.) Lavorando da soli o in gruppo, elaborare elenchi di oggetti nei bidoni della raccolta differenziata della scuola o della casa che potrebbero plausibilmente combaciare per creare un modello del molecola.
Gli elementi selezionati devono essere di dimensioni simili e non eccessivamente grandi per creare un modello accurato. Ad esempio, un diverso tipo di lattina per ciascuna delle quattro basi potrebbe essere combinato con l'uso di porzioni di cartoni delle uova per gli zuccheri e bastoncini di ghiacciolo per i gruppi fosfato.
Modelli del liceo: scavare più a fondo nel DNA
Quando si creano modelli di DNA più elaborati, una sfida è spiegare perché A potrebbe accoppiarsi con, e solo con, T e allo stesso modo per C e G. (La risposta è che a livello della loro conformazione tridimensionale nello spazio, A tende a combaciare con T nel modo di, diciamo, pezzi di un puzzle.) Un modello in argilla con filo flessibile che forma la spina dorsale dei "pioli" e dei "lati" è un modo ideale per rappresentare Questo. Usa diversi colori di argilla per i quattro tipi di base e crea diverse forme plausibili per ciascuno; devono solo essere coerenti e soddisfare i criteri di "adattamento dei pezzi del puzzle".
Per credito extra, formula ipotesi sul motivo per cui il DNA si attorciglia in una doppia elica invece di rimanere in una forma a scala di base. (Risposta: le cariche positive e negative sulle diverse molecole si attraggono e si respingono a vicenda in in modo tale da garantire che la doppia elica sia l'unico modo per la molecola di esistere in una stalla modulo.)
