Kyselinu deoxyribonukleovú alebo DNA objavili v roku 1953 James Watson, Francis Crick a Rosalind Franklin. Táto molekula sa považuje za základ pre život, pretože obsahuje informácie pre tvorbu bielkovín a štruktúr potrebných vo všetkých organizmoch. DNA každej ľudskej bytosti je jedinečná, pokiaľ ide o postupnosť jej tisícov individuálnej dusíkatej bázy páry, rovnako ako každá kniha obsahuje slová, ale žiadne dve knihy neobsahujú rovnaké vety alebo rovnaké poradie slov. Ale všetka DNA má formu jednoduchej štruktúry, dvojitej špirály, pozostávajúcej z opakujúcej sa série fosfátové skupiny, päťuhlíkové cukry a dusíkaté zásady, predstavované schematicky ako A, C, G a T.
Modely DNA môžu byť zostavené z rôznych každodenných, ľahko dostupných položiek. Takéto modely slúžia ako cenné nástroje na komunikáciu základov tohto elegantného diela prírody.
Základná štruktúra DNA
Dvojitú špirálu je možné považovať za veľmi dlhý a ohybný rebrík, ktorého boky sú z oboch koncov skrútené v opačných smeroch, takže má špirálový tvar. „Priečky“ sú vodíkové väzby medzi susednými pármi báz, pričom A (adenín) sa viaže iba na T (tymín) a C (cytozín) sa viaže iba na G (guanín). Každá báza sa viaže na päťuhlíkový cukor (S) oproti svojej vodíkovej väzbe a tieto cukry sa navzájom viažu po stranách „rebríka“ prostredníctvom fosfátovej skupiny (P) medzi nimi.
Stupeň zákruty je dôležité vizualizovať na účely tvorby modelov molekuly DNA. Dvojitá špirála vytvára jeden úplný „zákrut“ približne každých päť až šesť základných párov. Akýkoľvek správny model však musí mať iba to najnutnejšie: cukry, fosfáty a zásady musia byť navzájom v správnej polohe.
Modely strednej školy: recyklované položky
Pri vytváraní modelov DNA sa môže prejaviť duch ochrany životného prostredia. Po prezretí schémy podrobnej základnej štruktúry molekuly zvážte, koľko rôznych druhov jedinečných predmetov je potrebných na predstavenie dĺžky DNA. (Odpoveď je šesť: každá pre A, C, G, T, S a P.) Samostatne alebo v skupinách si pripravte zoznamy predmety v školských alebo domácich košoch na recykláciu, ktoré by sa mohli hodne hodiť k vytvoreniu modelu molekula.
Vybrané položky musia mať podobnú veľkosť, a nie príliš veľkú, aby vytvoril presný model. Napríklad by sa mohol kombinovať iný typ nádoby na sódu pre každú zo štyroch báz s použitím častí vaječných kartónov pre cukry a tyčiniek na nanuky pre fosfátové skupiny.
Stredoškolské modely: Kopanie hlbšie do DNA
Pri vytváraní komplikovanejších modelov DNA je jednou výzvou vysvetliť, prečo by sa A mohla párovať s, a to iba s, T a podobne pre C a G. (Odpoveď je, že na úrovni ich trojrozmernej konformácie v priestore má A tendenciu pasovať s T spôsobom, povedzme, kúsky skladačky.) Hlinený model s pružným drôtom, ktorý tvorí chrbticu „priečok“ a „bokov“, je ideálnym spôsobom, ako reprezentovať toto. Pre štyri základné typy použite rôzne farby hliny a pre každý z nich vymyslite rôzne prijateľné tvary; musia byť iba konzistentné a musia spĺňať kritériá „vyhovujúce kúsky skladačky“.
Pre extra kredit si vytvorte hypotézy o tom, prečo sa DNA namiesto toho, aby zostala v tvare základného rebríka, skrútila do dvojitej špirály. (Odpoveď: kladné a záporné náboje na rôznych molekulách sa navzájom priťahujú a odpudzujú takým spôsobom, aby sa zabezpečilo, že dvojitá špirála je jediný spôsob, ako môže molekula existovať v stajni formulár.)
