როდესაც ადამიანების უმეტესობას ტერმინი "დნმ" ესმის, ისინი ავტომატურად ასახავენ კლასიკურ ორმაგ სპირალს. წარმოიდგინეთ კომპონენტები, რომლებიც ქმნიან გენეტიკური მასალის დიდ სპირალს, ზოგჯერ უფრო რთული ხდება. საბედნიეროდ, იმის გაგება, თუ როგორ ფუნქციონირებს ფუძის წყვილი და თუნდაც პროცენტული გაანგარიშება თითოეული ფუძისთვის დნმ-ის ნიმუში, სინამდვილეში მარტივია.
TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)
დნმ-ის ნებისმიერ ნიმუშში არსებობს ოთხი ფუძე, რომლებიც წყდება მხოლოდ ერთი გზით: ადენინი და თიმინი, გუანინი და ციტოზინი. ისინი მთლიანი ნიმუშის 100 პროცენტს შეადგენს. ჩარგაფის წესში ნათქვამია, რომ ფუძის წყვილში კონცენტრაცია თითოეული ფუძისთვის ყოველთვის ტოლია მისი მეწყვილის, ამიტომ ადენინის კონცენტრაცია უდრის თიმინის კონცენტრაციას, მაგალითად. ამ ინფორმაციისა და მარტივი მათემატიკის გამოყენებით, თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ ადენინის პროცენტული მაჩვენებელი, თუ იცით სხვა ფუძის პროცენტი.
დნმ ბაზის წყვილები
დნმ-ის ორმაგი სპირალი შეიცავს გენეტიკური მასალის ორ ძაფს, რომლებიც ერთმანეთზეა გადახვეული, ამიტომ ის უჯრედის ბირთვში ჯდება. ამ სპირალის სტრუქტურა ოთხი ფუძის დაწყვილებისა და ერთმანეთთან მიერთების შედეგია. ეს ოთხი ფუძეა ადენინი, გუანინი, თიმინი და ციტოზინი.
ქიმიური სტრუქტურის თვალსაზრისით, ადენინი და გუანინი ორივე პურინი არიან, ხოლო თიმინი და ციტოზინი პირიმიდინებია. ეს ქიმიური სხვაობა უზრუნველყოფს, რომ ბაზებს შორის წყალბადის მდგრადი კავშირები ყოველთვის ერთნაირად წყდება: ადენინი თიმინთან და გუანინი ციტოზინთან.
ერვინ ჩარგაფის დაკვირვება
მეცნიერებმა ყოველთვის არ იცოდნენ დნმ-ის ფუნქცია. სინამდვილეში, 1944 წლის შემოთავაზებამ, რომ დნმ შეიძლება იყოს უჯრედის გენეტიკური მასალა, სპეკულაციებისა და დაპირისპირების შთაგონებაც კი გამოიწვია. ამის მიუხედავად, ზოგიერთმა მეცნიერმა სერიოზულად დაიწყო დნმ-ის შესწავლა, მათ შორის იყო ერვინ ჩარგაფი. 1950 წელს ჩარგაფმა შეამჩნია, რომ გამოყოფისას პურინები (ადენინი და გუანინი) ყოველთვის არსებობდნენ 1: 1 თანაფარდობით პირიმიდინებთან (თიმინი და ციტოზინი). ეს დასკვნა გახდა სამეცნიერო საშუალება: ჩარგაფის წესი.
Chargaff's Rule- ის გამოყენება
ჩარგაფის წესი ნიშნავს, რომ ნებისმიერ ნიმუშში, ადენინის კონცენტრაცია ყოველთვის გაუტოლდება მისი წყვილი თიმინის კონცენტრაციას, ხოლო გუანინის და ციტოზინის კონცენტრაციებიც თანაბარი იქნება. თუ დნმ-ის ნიმუშში ადენინის პროცენტული გაანგარიშება გჭირდებათ, შეგიძლიათ გამოიყენოთ ჩარგაფის წესი პრობლემის გადასაჭრელად. მაგალითად, თუ იცით, რომ დნმ-ის ნიმუში 20 პროცენტიანია, ავტომატურად იცით, რომ ეს არის 20 პროცენტი ადენინი, რადგან ისინი ერთმანეთთან დაწყვილდნენ.
ასევე შეგიძლიათ გამოთვალოთ ადენინის პროცენტული მაჩვენებელი, როდესაც მოცემულია გუანინის ან ციტოზინის პროცენტული მაჩვენებელი. რადგან თქვენ იცით, რომ დნმ-ში მხოლოდ ოთხი ბაზაა, ოთხივე ბაზა ერთად უნდა იყოს ტოლი ნიმუშის 100 პროცენტისა. თუ გაითვალისწინებენ ინფორმაციას, რომ ნიმუში 20 პროცენტია გუანინი, შეგიძლიათ წარმოიდგინოთ, რომ ეს არის ასევე 20 პროცენტი ციტოზინი, რადგან გუანინი და ციტოზინი ერთმანეთთან დაწყვილებულია. ერთად, ეს არის მთლიანი ნიმუშის 40 პროცენტი. თქვენ შეგიძლიათ გამოაკლოთ ეს 40 პროცენტი 100 პროცენტიდან და განსაზღვროთ, რომ ნიმუშის 60 პროცენტი უნდა იყოს ადენინი და თიმინი ერთად. რადგან ეს ორი ფუძე ყოველთვის თანაბარი კონცენტრაციით არსებობს, თქვენ იცით, რომ დნმ-ის ნიმუში 30 პროცენტია ადენინი.
დნმ-ს ბიოქიმიასთან დაკავშირებული ცნებები ზოგჯერ ძალიან რთული ჩანს. ჩარგაფის წყალობით, დნმ-ის ნიმუშში არსებული ბაზების პროცენტული მაჩვენებლის გაანგარიშება სხვა მათემატიკის პრობლემა არ გახდება.