Dezoksiribonukleīnskābi jeb DNS 1953. gadā atklāja Džeimss Vatsons, Frensiss Kriks un Rozalinda Franklina. Šī molekula tiek uzskatīta par dzīves pamatu, jo tajā ir informācija par visu organismu nepieciešamo olbaltumvielu un struktūru izveidi. Katra cilvēka DNS ir unikāla attiecībā uz tā tūkstošiem atsevišķās slāpekļa bāzes secību pāri, tāpat kā katrā grāmatā ir vārdi, bet divās grāmatās nav vienādu teikumu vai vienādas secības vārdus. Bet visa DNS izpaužas kā vienkārša struktūra, dubultā spirāle, kas sastāv no atkārtotām virknēm fosfātu grupas, piecu oglekļa cukuru un slāpekļa bāzes, kuras shematiski attēlo kā A, C, G un T.
DNS modeļus var veidot no dažādiem ikdienas, viegli pieejamiem priekšmetiem. Šādi modeļi kalpo kā vērtīgi instrumenti, lai sazinātos ar šī elegantā dabas darba būtisko būtību.
DNS pamatstruktūra
Divkāršo spirāli var iedomāties kā ļoti garas, elastīgas kāpnes, kāpņu malas no abiem galiem savērpjot pretējos virzienos, kā rezultātā ir spirālveida forma. "Pakāpieni" ir ūdeņraža saites starp blakus esošajiem bāzes pāriem, un A (adenīns) saistās tikai ar T (timīns) un C (citozīns) tikai ar G (guanīns). Katra bāze saistās ar piecu oglekļa cukuru (S), kas atrodas pretī tās ūdeņraža saitei, un šie cukuri savienojas viens ar otru pa "kāpņu" malām, izmantojot fosfātu grupu (P) starp tām.
Vītnes pakāpe ir svarīga, lai to vizualizētu, lai izveidotu DNS molekulas modeļus. Dubultā spirāle veic vienu pilnīgu "vērpjot" apmēram ik pēc pieciem līdz sešiem bāzes pāriem. Bet jebkuram pareizam modelim ir jābūt pareizam tikai būtiskākajam: gan cukuriem, gan fosfātiem, gan bāzēm jābūt pareizā pozīcijā attiecībā pret otru.
Vidusskolas modeļi: pārstrādāti priekšmeti
Vides saglabāšanas gars var parādīties DNS modeļu veidošanā. Apskatījis diagrammu, kurā sīki aprakstīta molekulas pamatstruktūra, apsveriet, cik daudz dažādu unikālu objektu ir nepieciešami, lai attēlotu DNS garumu. (Atbilde ir seši: pa vienam A, C, G, T, S un P.) Strādājot atsevišķi vai grupās, nāciet klajā ar priekšmetus skolas vai mājas atkritumu tvertnēs, kas varētu ticami saderēt, lai izveidotu molekula.
Atlasītajiem vienumiem jābūt līdzīga izmēra un ne pārāk lieliem, lai izveidotu precīzu modeli. Piemēram, dažāda veida sodas kannu katrai no četrām bāzēm varētu kombinēt ar olu kastīšu porciju izmantošanu cukuriem un pākšu nūjiņas fosfātu grupām.
Vidusskolas modeļi: dziļāka rakšana DNS
Veidojot sarežģītākus DNS modeļus, viens izaicinājums ir izskaidrot, kāpēc A var savienoties pārī ar T un tikai ar to un līdzīgi C un G. (Atbilde ir tāda, ka to trīsdimensiju konformācijas telpā līmenī A mēdz iederēties ar T tādā veidā, kā, piemēram, finierzāģu mīklu gabali.) Māla modelis ar elastīgu stiepli, kas veido "pakāpienu" un "sānu" mugurkaulu, ir ideāls veids, kā attēlot šo. Četriem pamatnes veidiem izmantojiet dažādu krāsu mālu un katram izdomājiet dažādas ticamas formas; tiem jābūt tikai konsekventiem un jāatbilst "mīklu gabaliem piemērotu" kritērijiem.
Lai iegūtu papildu kredītu, izveidojiet hipotēzes par iemeslu, kādēļ DNS savijas divkāršā spirāle, nevis paliek pamata kāpņu formā. (Atbilde: dažādu molekulu pozitīvie un negatīvie lādiņi piesaista un atgrūž viens otru tāds veids, kā nodrošināt, ka dubultā spirāle ir vienīgais veids, kā molekula pastāv stabili formā.)
