Acidul dezoxiribonucleic sau ADN a fost descoperit în 1953 de James Watson, Francis Crick și Rosalind Franklin. Această moleculă este considerată ca bază fundamentală pentru viață, deoarece conține informații pentru construirea proteinelor și structurilor necesare în toate organismele. ADN-ul fiecărei ființe umane este unic în ceea ce privește succesiunea mii de baze azotate individuale perechi, la fel cum fiecare carte conține cuvinte, dar nici două cărți nu conțin aceleași propoziții sau aceeași ordonare a cuvinte. Dar tot ADN-ul ia forma unei structuri simple, o spirală dublă, constând dintr-o serie repetată de grupări fosfat, zaharuri cu cinci atomi de carbon și baze azotate, reprezentate schematic ca A, C, G și T.
Modele de ADN pot fi construite dintr-o varietate de articole de zi cu zi, ușor disponibile. Astfel de modele servesc drept instrumente valoroase pentru a comunica elementele esențiale ale acestei opere elegante a naturii.
Structura de bază a ADN-ului
O spirală dublă poate fi concepută ca o scară foarte lungă, flexibilă, cu laturile scării răsucite în direcții opuse de la ambele capete, rezultatul fiind o formă spirală. „Șirurile” sunt legăturile de hidrogen dintre perechile de baze adiacente, cu A (adenină) care se leagă numai de T (timină) și C (citozină) care se leagă numai de G (guanină). Fiecare bază se leagă de un zahăr cu cinci atomi de carbon (S) opus legăturii sale de hidrogen, iar aceste zaharuri se leagă între ele de-a lungul laturilor „scării” printr-o grupare fosfat (P) între ele.
Gradul de răsucire este important de vizualizat în scopul realizării modelelor moleculei de ADN. Elica dublă face o „răsucire” completă la fiecare cinci până la șase perechi de baze. Dar orice model corect trebuie doar să aibă drepturile esențiale: zaharurile, fosfații și bazele trebuie să fie toate în pozițiile lor corespunzătoare unul față de celălalt.
Modele de gimnaziu: articole reciclate
Un spirit de conservare a mediului poate apărea în construirea modelelor ADN. După consultarea unei diagrame care detaliază structura de bază a moleculei, luați în considerare câte tipuri diferite de obiecte unice sunt necesare pentru a reprezenta o lungime a ADN-ului. (Răspunsul este de șase: câte unul pentru A, C, G, T, S și P.) Lucrând singur sau în grup, veniți cu liste de articole din coșurile de reciclare de la școală sau acasă care s-ar putea încadra plauzibil pentru a crea un model de moleculă.
Elementele selectate trebuie să fie de dimensiuni similare și nu prea mari pentru a crea un model precis. De exemplu, un tip diferit de cutie de sodă pentru fiecare dintre cele patru baze ar putea fi combinată cu utilizarea porțiunilor de cutii de ouă pentru zaharuri și bastoane de gheață pentru grupele fosfat.
Modele de liceu: săpând mai adânc în ADN
Atunci când realizăm modele de ADN mai elaborate, o provocare este de a explica de ce A s-ar putea împerechea cu, și numai cu, T și în mod similar pentru C și G. (Răspunsul este că la nivelul conformației lor tridimensionale în spațiu, A tinde să se potrivească cu T în modul, să zicem, piese de puzzle.) Un model de lut cu sârmă flexibilă care formează coloana vertebrală a „treptelor” și „laturilor” este o modalitate ideală de a reprezenta acest. Utilizați diferite culori de lut pentru cele patru tipuri de bază și veniți cu diferite forme plauzibile pentru fiecare; trebuie doar să fie consecvente și să îndeplinească criteriile „potrivirea pieselor de puzzle”.
Pentru credit suplimentar, formulați ipoteze cu privire la motivul pentru care ADN-ul se răsucește într-o dublă spirală, mai degrabă decât să rămână într-o formă de scară de bază. (Răspuns: sarcinile pozitive și negative de pe diferitele molecule se atrag și se resping reciproc o astfel de modalitate de a se asigura că helica dublă este singura modalitate de a exista molecula într-un grajd formă.)