Când majoritatea oamenilor aud termenul „ADN”, ei imaginează automat clasica dublă helix. Imaginarea componentelor care alcătuiesc acea mare spirală de material genetic se simte adesea ceva mai complicată. Din fericire, înțelegerea modului în care funcționează perechile de baze și chiar calcularea procentelor pentru fiecare bază dintr-o probă de ADN este de fapt simplă.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
În orice probă de ADN, există patru baze care se împerechează într-un singur mod: adenină și timină, guanină și citozină. Acestea totalizează 100% din eșantion. Regula lui Chargaff afirmă că concentrația pentru fiecare bază dintr-o pereche de baze este întotdeauna egală cu partenerul său, astfel încât concentrația de adenină este egală cu concentrația de timină, de exemplu. Folosind aceste informații și matematica simplă, puteți găsi procentul de adenină dintr-un eșantion dacă cunoașteți procentul oricărei alte baze.
Perechi de baze ADN
Helixul dublu ADN conține două fire de material genetic răsucite împreună, deci se potrivește în interiorul nucleului celulei. Structura acestei spirale rezultă din modul în care cele patru baze se împerechează și se leagă una de cealaltă. Aceste patru baze sunt adenina, guanina, timina și citozina.
În ceea ce privește structura chimică, adenina și guanina sunt ambele purine, în timp ce timina și citozina sunt pirimidine. Această diferență chimică asigură că legăturile stabile de hidrogen dintre baze se împerechează întotdeauna în același mod: adenină cu timină și guanină cu citozină.
Observația lui Erwin Chargaff
Oamenii de știință nu au cunoscut întotdeauna funcția ADN-ului. De fapt, propunerea din 1944 conform căreia ADN-ul ar putea fi materialul genetic al celulei a inspirat speculații și chiar controverse. Cu toate acestea, unii oameni de știință au început să studieze ADN-ul cu seriozitate, inclusiv Erwin Chargaff. În 1950, Chargaff a observat că, atunci când sunt separate, purinele (adenină și guanină) au existat întotdeauna într-un raport 1: 1 cu pirimidinele (timina și citozina). Această descoperire a devenit un instrument științific: regula lui Chargaff.
Aplicarea regulii lui Chargaff
Regula lui Chargaff înseamnă că, în orice probă, concentrația de adenină va fi întotdeauna egală cu concentrația de pereche de timină, iar concentrațiile de guanină și citozină vor fi, de asemenea, egale. Dacă trebuie să calculați procentul de adenină dintr-o probă de ADN, puteți utiliza regula Chargaff pentru a rezolva problema. De exemplu, dacă știți că proba de ADN este de 20% timină, știți automat că este și 20% adenină, deoarece se împerechează.
De asemenea, puteți calcula procentul de adenină când vi se oferă procentul de guanină sau citozină. Din moment ce știți că există doar patru baze în ADN, toate cele patru baze împreună trebuie să fie egale cu 100% din eșantion. Dacă aveți informația că eșantionul este de 20% guanină, puteți presupune că este, de asemenea, 20% citozină, deoarece guanina și citozina se împerechează între ele. Împreună, adică 40% din eșantionul total. Puteți scădea acel 40% din 100% și puteți determina că 60% din eșantion trebuie să fie adenină și timină împreună. Deoarece aceste două baze există întotdeauna în concentrații egale, știți că proba ADN este de 30% adenină.
Conceptele asociate cu biochimia ADN-ului par uneori foarte complicate. Datorită lui Chargaff, calcularea procentelor de baze prezente într-o probă de ADN nu devine altceva decât o simplă problemă matematică.