Ko večina ljudi sliši izraz "DNK", samodejno prikažejo klasično dvojno vijačnico. Če si predstavljamo komponente, ki tvorijo to veliko spiralo genskega materiala, se pogosto zdi nekoliko bolj zapleteno. Na srečo je razumevanje delovanja baznih parov in celo izračunavanje odstotkov za vsako osnovo v vzorcu DNA dejansko preprosto.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
V katerem koli vzorcu DNA obstajajo štiri baze, ki se ujemajo samo na en način: adenin in timin, gvanin in citozin. Sestavljajo 100 odstotkov vzorca. Chargaffovo pravilo pravi, da je koncentracija za vsako bazo v baznem paru vedno enaka njeni osebi, zato je koncentracija adenina na primer enaka koncentraciji timina. S pomočjo teh informacij in preproste matematike lahko v vzorcu poiščete odstotek adenina, če poznate odstotek katere koli druge baze.
Osnovni pari DNA
Dvojna vijačnica DNA vsebuje dve verigi genskega materiala, ki sta zviti skupaj, zato se prilega jedru celice. Struktura te spirale izhaja iz načina, kako se štiri baze združijo in vežejo ena na drugo. Te štiri osnove so adenin, gvanin, timin in citozin.
V smislu kemijske strukture sta adenin in gvanin oba purina, medtem ko sta timin in citozin pirimidina. Ta kemična razlika zagotavlja, da se stabilne vodikove vezi med bazami vedno povežejo na enak način: adenin s timinom in gvanin s citozinom.
Opažanje Erwina Chargaffa
Znanstveniki niso vedno poznali funkcije DNK. Pravzaprav je predlog iz leta 1944, da je DNK morda genetski material celice, navdihnil špekulacije in celo polemike. Kljub temu so nekateri znanstveniki začeli resno preučevati DNK, med njimi tudi Erwin Chargaff. Leta 1950 je Chargaff opazil, da so purini (adenin in gvanin) ločeni vedno obstajali v razmerju 1: 1 s pirimidini (timin in citozin). Ta ugotovitev je postala znanstvena stalnica: pravilo Chargaffa.
Uporaba Chargaffovega pravila
Chargaffovo pravilo pomeni, da bo koncentracija adenina v katerem koli vzorcu vedno enaka koncentraciji njegovega para timina, enake pa bodo tudi koncentracije gvanina in citozina. Če morate izračunati odstotek adenina v vzorcu DNK, lahko za rešitev težave uporabite Chargaffovo pravilo. Če na primer veste, da je vzorec DNK 20 odstotkov timina, samodejno veste, da je tudi 20 odstotkov adenin, saj se pari skupaj.
Odstotek adenina lahko izračunate tudi, če dobite odstotek gvanina ali citozina. Ker veste, da obstajajo samo štiri baze v DNK, morajo biti vse štiri baze skupaj enake 100 odstotkom vzorca. Če dobite informacijo, da je vzorec 20 odstotkov gvanina, lahko domnevate, da gre tudi za 20 odstotkov citozina, saj se gvanin in citozin parita med seboj. Skupaj je to 40 odstotkov celotnega vzorca. Od 100 odstotkov lahko odštejete teh 40 odstotkov in določite, da mora biti 60 odstotkov vzorca adenin in timin skupaj. Ker ti dve bazi vedno obstajata v enakih koncentracijah, veste, da je vzorec DNA 30-odstotni adenin.
Koncepti, povezani z biokemijo DNK, se včasih zdijo zelo zapleteni. Zahvaljujoč Chargaffu izračun odstotkov baz, prisotnih v vzorcu DNK, postane nič drugega kot preprost matematični problem.