Kad lielākā daļa cilvēku dzird terminu “DNS”, viņi automātiski attēlo klasisko dubulto spirāli. Iedomājoties komponentus, kas veido šo lielisko ģenētiskā materiāla spirāli, bieži jūtas mazliet sarežģītāk. Par laimi, saprast, kā darbojas bāzes pāri, un pat aprēķināt procentus katrai DNS parauga bāzei ir faktiski vienkārši.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Jebkurā DNS paraugā ir četras bāzes, kas savienojas pārī tikai vienā veidā: adenīns un timīns, guanīns un citozīns. Tie kopā veido 100 procentus no izlases. Čārgaffa noteikums nosaka, ka katras bāzes koncentrācija bāzes pārī vienmēr ir vienāda ar tās palīgu, tāpēc adenīna koncentrācija ir vienāda ar, piemēram, timīna koncentrāciju. Izmantojot šo informāciju un vienkāršo matemātiku, jūs varat atrast adenīna procentuālo daudzumu paraugā, ja zināt citas bāzes procentuālo daudzumu.
DNS bāzes pāri
DNS dubultā spirāle satur divus savijusus ģenētiskā materiāla pavedienus, tāpēc tas iekļaujas šūnas kodola iekšpusē. Šīs spirāles struktūra rodas no tā, kā četras pamatnes savienojas pārī un savienojas viena ar otru. Šīs četras bāzes ir adenīns, guanīns, timīns un citozīns.
Ķīmiskās struktūras ziņā gan adenīns, gan guanīns ir purīni, savukārt timīns un citozīns ir pirimidīni. Šī ķīmiskā atšķirība nodrošina, ka stabilās ūdeņraža saites starp bāzēm vienmēr savienojas pāri tāpat: adenīns ar timīnu un guanīns ar citozīnu.
Ervina Šargafa novērojums
Zinātnieki ne vienmēr ir zinājuši DNS funkciju. Faktiski 1944. gada priekšlikums, ka DNS varētu būt šūnas ģenētiskais materiāls, iedvesmoja spekulācijas un pat diskusijas. Neskatoties uz to, daži zinātnieki sāka nopietni pētīt DNS, tostarp Ervins Čargafs. 1950. gadā Šargafs pamanīja, ka, atdalot, purīni (adenīns un guanīns) vienmēr pastāvēja 1: 1 attiecībā pret pirimidīniem (timīnu un citozīnu). Šis atradums kļuva par zinātnisku aprīkojumu: Chargaff’s rule.
Chargaff's Rule piemērošana
Čārgaffa likums nozīmē, ka jebkurā paraugā adenīna koncentrācija vienmēr būs vienāda ar tā pāra timīna koncentrāciju, un arī guanīna un citozīna koncentrācijas būs vienādas. Ja jums jāaprēķina adenīna procentuālais daudzums DNS paraugā, problēmas risināšanai varat izmantot Chargaff likumu. Piemēram, ja jūs zināt, ka DNS paraugā ir 20 procenti timīna, jūs automātiski zināt, ka tas ir arī 20 procenti adenīna, jo tie savienojas pārī.
Varat arī aprēķināt adenīna procentuālo daudzumu, ja tiek piešķirts guanīna vai citozīna procentuālais daudzums. Tā kā jūs zināt, ka DNS ir tikai četras bāzes, visām četrām bāzēm kopā jābūt vienādām ar 100 procentiem no parauga. Ja tiek sniegta informācija, ka paraugā ir 20 procenti guanīna, varat domāt, ka tas ir arī 20 procenti citozīna, jo guanīns un citozīns pārī savienojas. Kopā tas ir 40 procenti no kopējā parauga. Jūs varat atņemt šos 40 procentus no 100 procentiem un noteikt, ka 60 procentiem parauga kopā jābūt adenīnam un timīnam. Tā kā šīs divas bāzes vienmēr pastāv vienādās koncentrācijās, jūs zināt, ka DNS paraugā ir 30 procenti adenīna.
Jēdzieni, kas saistīti ar DNS bioķīmiju, dažreiz šķiet ļoti sarežģīti. Pateicoties Šargafam, DNS paraugā esošo bāzu procentuālo daļu aprēķināšana kļūst tikai par vienkāršu matemātikas problēmu.