חומצה דאוקסיריבונוקלאית, או DNA, התגלתה בשנת 1953 על ידי ג'יימס ווטסון, פרנסיס קריק ורוזלינד פרנקלין. מולקולה זו נחשבת לבסיס היסודי לחיים, מכיוון שהיא מכילה את המידע לבניית חלבונים ומבנים הנדרשים בכל האורגניזמים. ה- DNA של כל אדם הוא ייחודי מבחינת רצף אלפי הבסיס החנקני האישי שלו זוגות, כשם שכל ספר מכיל מילים אך אין שני ספרים המכילים משפטים זהים או אותה סדר מילים. אבל כל ה- DNA מקבל צורה של מבנה פשוט, סליל כפול, המורכב מסדרה חוזרת של קבוצות פוספט, סוכרים בעלי חמש פחמן ובסיסים חנקניים, המיוצגים באופן סכמטי כמו A, C, G ו- ט.
ניתן לבנות מודלים של DNA ממגוון פריטים יומיומיים וזמינים. מודלים כאלה משמשים כלים יקרי ערך לתקשורת היסודות של יצירת הטבע האלגנטית הזו.
המבנה הבסיסי של ה- DNA
סליל כפול יכול להיתפס כסולם ארוך וגמיש מאוד, כשצידי הסולם מעוותים לכיוונים מנוגדים משני קצותיו, והתוצאה היא צורה ספירלית. ה"שלבים "הם קשרי המימן בין זוגות בסיס סמוכים, כאשר A (אדנין) נקשר רק ל- T (תימין) ו- C (ציטוזין) המקשר רק ל- G (גואנין). כל בסיס נקשר לסוכר בעל חמש פחמן (S) שממול לקשר המימן שלו, וסוכרים אלה נקשרים זה לזה לאורך צידי "הסולם" באמצעות קבוצת פוספט (P) ביניהם.
חשוב לדמיין את מידת הטוויסט לצורך ייצור מודלים של מולקולת ה- DNA. הסליל הכפול יוצר "טוויסט" אחד שלם בערך כל חמישה עד שישה זוגות בסיס. אך לכל מודל נכון יש רק את היסודות הנכונים: הסוכרים, הפוספטים והבסיסים חייבים להיות במיקומם הנכון ביחס זה לזה.
דגמי חטיבות ביניים: פריטים ממוחזרים
רוח של שימור סביבתי יכולה להופיע בבניית מודלים של DNA. לאחר התייעצות בתרשים המפרט את המבנה הבסיסי של המולקולה, שקול כמה סוגים שונים של עצמים ייחודיים נדרשים בכדי לייצג אורך של DNA. (התשובה היא שש: אחת עבור A, C, G, T, S ו- P.) עבודה לבד או בקבוצות, העלו רשימות של פריטים בפחי מיחזור בבית הספר או בבית שעלולים להשתלב זה בזה כדי ליצור מודל של מולקולה.
הפריטים שנבחרו חייבים להיות בגודל דומה, ולא גדולים מדי, כדי ליצור מודל מדויק. לדוגמה, ניתן לשלב סוג אחר של פחית סודה לכל אחד מארבעת הבסיסים עם שימוש במנות של קרטוני ביצים לסוכרים ומקלות ארטיק לקבוצות הפוספט.
מודלים בתיכון: חופרים עמוק יותר ל- DNA
כשעושים מודלים מדויקים יותר של DNA, אתגר אחד הוא להסביר מדוע A עשוי להתאים, ורק עם, T וכדומה ל- C ו- G. (התשובה היא שברמת ההתאמה התלת-מימדית שלהם בחלל, A נוטה להשתלב עם T באופן של, נגיד, חלקי פאזל.) דגם חימר עם חוט גמיש המהווה את עמוד השדרה של "השלבים" וה"צדדים "הוא דרך אידיאלית לייצג זֶה. השתמש בצבעי חרס שונים עבור ארבעת סוגי הבסיס, והעלה צורות סבירות שונות לכל אחד; הם צריכים להיות עקביים בלבד ולעמוד בקריטריונים של "התאמת חלקי פאזל".
לקבלת קרדיט נוסף, צרו השערות לגבי הסיבה ש- DNA מתפתל לסליל כפול במקום להישאר בצורת סולם בסיסית. (תשובה: המטענים החיוביים והשליליים על המולקולות השונות מושכים ודוחים זה את זה דרך כזו להבטיח שהסליל הכפול הוא הדרך היחידה של מולקולה להתקיים באורווה טופס.)