Når folk flest hører begrepet "DNA", ser de automatisk den klassiske dobbeltspiralen. Å forestille seg komponentene som utgjør den store spiralen av genetisk materiale, føles ofte litt mer komplisert. Heldigvis er det enkelt å forstå hvordan basepar fungerer og til og med beregne prosentandeler for hver base i en DNA-prøve.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
I en hvilken som helst DNA-prøve er det fire baser som bare kobles sammen på en måte: adenin og tymin, guanin og cytosin. De utgjør 100 prosent av prøven. Chargaffs regel sier at konsentrasjonen for hver base i et basepar alltid er lik sin kompis, så konsentrasjonen av adenin er lik konsentrasjonen av tymin, for eksempel. Ved å bruke denne informasjonen og enkel matematikk kan du finne prosentandelen adenin i et utvalg hvis du vet prosentandelen av en hvilken som helst annen base.
DNA-basepar
DNA-dobbeltspiralen inneholder to tråder av genetisk materiale vridd sammen, slik at det passer inn i cellekjernen. Strukturen til den spiralen er resultatet av måten de fire basene pares sammen og binder til hverandre. Disse fire basene er adenin, guanin, tymin og cytosin.
Når det gjelder kjemisk struktur, er adenin og guanin begge puriner mens tymin og cytosin er pyrimidiner. Denne kjemiske forskjellen sikrer at de stabile hydrogenbindinger mellom basene alltid kobles sammen på samme måte: adenin med tymin og guanin med cytosin.
Erwin Chargaff’s Observation
Forskere har ikke alltid kjent funksjonen til DNA. Faktisk inspirerte forslaget fra 1944 om at DNA kan være cellens genetiske materiale spekulasjoner og til og med kontrovers. Likevel begynte noen forskere å studere DNA for alvor, inkludert Erwin Chargaff. I 1950 la Chargaff merke til at når purinerne (adenin og guanin) ble separert, eksisterte de alltid i forholdet 1: 1 med pyrimidinene (tymin og cytosin). Dette funnet ble et vitenskapelig tema: Chargaffs regel.
Bruker Chargaff’s Rule
Chargaffs regel betyr at konsentrasjonen av adenin i en hvilken som helst prøve alltid vil være lik konsentrasjonen av paret tymin, og konsentrasjonene av guanin og cytosin vil også være like. Hvis du trenger å beregne prosentandelen adenin i en DNA-prøve, kan du bruke Chargaffs regel for å løse problemet. Hvis du for eksempel vet at DNA-prøven er 20 prosent tymin, vet du automatisk at den også er 20 prosent adenin, siden de kobles sammen.
Du kan også beregne prosentandelen adenin når du får prosentandelen guanin eller cytosin. Siden du vet at det bare er fire baser i DNA, må alle fire basene til sammen utgjøre 100 prosent av prøven. Hvis du får informasjonen om at prøven er 20 prosent guanin, kan du anta at den også er 20 prosent cytosin siden guanin og cytosin parrer seg med hverandre. Til sammen er det 40 prosent av det totale utvalget. Du kan trekke 40 prosent fra 100 prosent og bestemme at 60 prosent av prøven må være adenin og tymin sammen. Siden disse to basene alltid eksisterer i like konsentrasjoner, vet du at DNA-prøven er 30 prosent adenin.
Konsepter knyttet til biokjemi av DNA virker noen ganger veldig kompliserte. Takket være Chargaff blir beregning av prosentandeler av baser som er tilstede i en DNA-prøve, ikke annet enn et enkelt matematisk problem.