Deoksiribonukleinsko kislino ali DNA so leta 1953 odkrili James Watson, Francis Crick in Rosalind Franklin. Ta molekula velja za temeljno osnovo za življenje, saj vsebuje informacije za gradnjo beljakovin in struktur, potrebnih v vseh organizmih. DNK vsakega človeka je edinstvena glede na zaporedje tisočih posameznih dušikovih baz pari, tako kot vsaka knjiga vsebuje besede, vendar nobena knjiga ne vsebuje enakih stavkov ali enakega vrstnega reda besede. Toda vsa DNK ima obliko preproste strukture, dvojne vijačnice, sestavljene iz ponavljajoče se serije fosfatne skupine, petogljični sladkorji in dušikove baze, shematsko predstavljeni kot A, C, G in T.
Modele DNK lahko sestavimo iz različnih vsakdanjih, lahko dostopnih predmetov. Takšni modeli služijo kot dragoceno orodje za sporočanje osnov tega elegantnega dela narave.
Osnovna struktura DNA
Dvojno vijačnico si lahko zamislimo kot zelo dolgo, prilagodljivo lestev, pri čemer so stranice lestve z obeh koncev zasukane v nasprotnih smereh, rezultat pa je spiralna oblika. "Prečke" so vodikove vezi med sosednjima osnovnima paroma, pri čemer se A (adenin) veže samo na T (timin), C (citozin) pa le na G (gvanin). Vsaka baza se veže na petogljični sladkor (S) nasproti vodikove vezi in ti sladkorji se med seboj vežejo ob straneh "lestve" preko fosfatne skupine (P) med njimi.
Stopnjo zasuka je pomembno prikazati za izdelavo modelov molekule DNA. Dvojna vijačica naredi en popoln "zasuk" približno vsakih pet do šest osnovnih parov. Toda vsak pravilen model mora imeti le bistveno pravico: sladkorji, fosfati in baze morajo biti med seboj v ustreznih položajih.
Srednješolski modeli: reciklirani predmeti
Pri gradnji modelov DNK se lahko pokaže duh ohranjanja okolja. Po ogledu diagrama, ki podrobno opisuje osnovno strukturo molekule, razmislite, koliko različnih vrst unikatnih predmetov je potrebnih za predstavitev dolžine DNA. (Odgovor je šest: po en za A, C, G, T, S in P.) Če delate sami ali v skupinah, pripravite sezname predmeti v šolskih ali domačih zabojnikih, ki bi se verjetno ujemali, da bi ustvarili model molekula.
Izbrani predmeti morajo biti enako veliki in ne pretirano veliki, da ustvarite natančen model. Na primer, različno vrsto sode za vsako od štirih baz lahko kombiniramo z uporabo porcij jajčnih škatel za sladkorje in palčkov za popsicle za fosfatne skupine.
Srednješolski modeli: globlje kopanje v DNK
Pri izdelavi bolj dodelanih modelov DNK je eden od izzivov razložiti, zakaj se A lahko ujema s T in samo s T in podobno za C in G. (Odgovor je, da se A na ravni svoje tridimenzionalne konformacije v prostoru nagiba k temu, da recimo koščki sestavljanke.) Glineni model s prožno žico, ki tvori hrbtenico "prečk" in "stranic", je idealen način za predstavitev to. Za štiri osnovne vrste uporabite različne barve gline, za vsako pa najdite različne verjetne oblike; morajo biti le dosledni in izpolnjevati merila "prileganje koščkov sestavljanke".
Za dodaten zaslužek oblikujte hipoteze o vzroku, da se DNK zvije v dvojno vijačnico, namesto da bi ostal v osnovni obliki lestve. (Odgovor: pozitivni in negativni naboji na različnih molekulah se medsebojno privlačijo in odbijajo tako zagotovimo, da je dvojna vijačnica edini način, da molekula obstaja v hlevu oblika.)