Os modelos de ácido desoxirribonucléico (DNA) começaram com as imagens de difração de raios-X tiradas por Rosalind Franklin. Suas fotografias ajudaram Francis Crick e James Watson a completar seu tridimensional modelo de DNA, a agora famosa dupla hélice.
Embora os modelos de DNA possam ser adquiridos, construir um modelo ajuda a entender a estrutura.
Modelo de dupla hélice de DNA
O modelo de dupla hélice do DNA contém seis partes. A espinha dorsal, ou lados, do modelo consiste em moléculas de fosfato alternadas com moléculas de desoxirribose. O bases nitrogenadas da molécula de DNA apenas se conectam com as moléculas de desoxirribose, não com as moléculas de fosfato.
Cerca de 60 por cento dos degraus do Molécula de DNA são feitos de bases nitrogenadas de adenina-timina. Cerca de 40% dos degraus são feitos de bases de guanina-citosina. Se o modelo tiver 10 degraus, seis degraus serão degraus de adenina-timina e os quatro degraus restantes serão degraus de guanina-citosina.
A adenina e a timina se conectam com duas pontes de hidrogênio, enquanto a guanina e a citosina se conectam com três pontes de hidrogênio. A adenina não pode se conectar com a citosina e a guanina não pode se conectar com a timina porque as ligações de hidrogênio não combinam. (Consulte Recursos para praticar a construção de uma molécula de DNA.) Adenina e guanina são moléculas de anel duplo, ligeiramente maiores do que as moléculas de timina e citosina de anel único.
Os degraus de nitrogênio nem sempre se orientam com a mesma base do mesmo lado, o que significa que o degrau de adenina-timina às vezes terá a adenina no lado esquerdo e às vezes a timina estará a esquerda. Guanina e citosina também podem trocar de lado.
A molécula de DNA forma uma dupla hélice. A estrutura parece uma escada torcida e girando. O modelo deve refletir esta forma.
Construindo o modelo de dupla hélice de DNA
Construa o DNA modelo com canudos. Essas instruções usam contas para os lados da espinha dorsal e canudos para os degraus.
Seleção de materiais: Os grânulos para a molécula de desoxirribose precisam ter um diâmetro igual ou ligeiramente maior que o diâmetro do canudo. Contas de pônei em duas cores, como branco e preto, funcionam bem.
O modelo requer um material de conexão que seja flexível o suficiente para tecer através dos canudos e contas, ao mesmo tempo que é resistente o suficiente para manter a forma tridimensional do modelo. Os limpadores de arame ou de cachimbo de floristas funcionarão.
Use canudos transparentes ou translúcidos e insira limpadores de cachimbo coloridos nas seções de canudo para distinguir as quatro bases nitrogenadas. Por exemplo, use amarelo para adenina, verde para timina, vermelho para guanina e azul para citosina. Use limpador de cachimbo branco ou preto ou arame de florista para os backbones.
Construindo a espinha dorsal: A molécula de DNA tem dois lados ou backbones. Passe o limpador de cachimbo ou o arame de florista através de contas de pônei pretas e brancas alternadas para construir um comprimento de contas de pelo menos 20 contas (10 contas brancas e 10 pretas). Repita para construir o lado oposto. Você pode adicionar algumas contas extras ao longo de cada coluna vertebral.
Construindo os degraus: Construir seis pares de bases adenina-timina e quatro pares de bases guanina-citosina para criar um modelo que mostra a proporção adequada de adenina-timina e guanina-citosina. Comece cortando 10 seções de palha, cada uma com 5 cm de comprimento.
Pares de bases adenina-timina
Um pouco fora do centro, corte seis seções de canudo separadas usando uma forma de V ou um corte em ângulo.
Corte seis pedaços de 2 polegadas de limpador de cachimbo amarelo (para adenina) e seis pedaços de 2 polegadas de limpador de cachimbo verde (para timina).
Passe o limpador de cachimbo amarelo pelos pedaços de canudo mais longos e o limpador de cachimbo verde pelos pedaços de canudo mais curtos.
Pares de bases de guanina-citosina
Um pouco fora do centro, corte as quatro seções restantes da palha com um corte curvo.
Corte quatro pedaços de 2 polegadas de limpador de cachimbo vermelho (para guanina) e quatro pedaços de 2 polegadas de limpador de cachimbo azul (para citosina).
Passe o limpador de cachimbo vermelho pelos pedaços de canudo mais longos e o limpador de cachimbo azul pelos pedaços de canudo mais curtos.
Conectando os degraus: Use um alicate de bico fino para montar os degraus e o modelo.
Combine as pontas cortadas em ângulo de uma seção de canudo de adenina e timina. Use um alicate para criar um gancho nas extremidades dos segmentos do limpador de cachimbo. Prenda os limpadores de cachimbo amarelo e verde juntos e feche os ganchos para manter as peças juntas. Repita para formar seis degraus de adenina-timina.
Combine as extremidades curvas de uma seção de canudo de guanina e citosina. Prenda as pontas do limpador de cachimbo e conecte como fez com os degraus de adenina-timina. Repita para formar os quatro degraus de guanina-citosina.
Montagem do modelo
Decida se as contas de pônei brancas ou pretas na espinha dorsal representarão moléculas de desoxirribose. As bases só se ligam a essa cor.
Para este exemplo, deixe a conta preta representar a desoxirribose. Prenda uma extremidade de um degrau de adenina-timina ou guanina-citosina inserindo a extremidade do limpador de cachimbo através do fio ou limpador de cachimbo segurando as contas. Você deve ter comprimento excessivo de limpador de cachimbo.
Repita a conexão de cada degrau a uma conta preta até que todos os 10 degraus estejam presos a um backbone. Lembre-se de que nem todas as bases de adenina ou guanina se fixarão no mesmo lado do modelo.
Conecte a extremidade oposta de cada degrau a uma conta preta no segundo backbone. O modelo agora deve se parecer com uma escada.
Posicione os degraus para que fiquem alinhados. Aperte as pontas dos limpadores de cachimbo para que o modelo fique estável e um pouco rígido. Apare as pontas dos limpadores de tubos, se necessário.
Faça a torção
A molécula de DNA forma um dupla hélice. Pegue o modelo e gire-o cuidadosamente em uma espiral.
Rotule o modelo
Identifique o modelo ou crie uma chave para identificar os elementos do modelo.
Coisas que você precisa
- Pelo menos 20 contas de pônei brancas
- Pelo menos 20 contas de pônei pretas
- 10, 2 polegadas de comprimento de segmentos de canudo transparentes ou translúcidos
- Seis segmentos de limpador de cachimbo amarelo, 2 polegadas de comprimento cada
- Seis segmentos de limpador de cachimbo verde, 2 polegadas de comprimento cada
- Quatro segmentos de limpador de cachimbo vermelho, 2 polegadas de comprimento cada
- Quatro segmentos de limpador de cachimbo azul, 2 polegadas de comprimento cada
- Arame de florista ou limpador de cachimbo branco ou preto
- Alicate de ponta fina
- Etiquetas ou uma peça extra de cada material para criar uma chave