Deoxiribonukleinsyramodeller (DNA) började med röntgendiffraktionsbilder tagna av Rosalind Franklin. Hennes fotografier hjälpte Francis Crick och James Watson att slutföra sina tredimensionella modell av DNA, den nu kända dubbelspiralen.
Även modeller av DNA kan köpas, men att bygga en modell hjälper till att förstå strukturen.
DNA Double Helix Model
DNA-dubbelhelixmodellen innehåller sex delar. Ryggraden eller sidorna i modellen består av fosfatmolekyler alternerande med deoxiribosmolekyler. De kvävehaltiga baser av DNA-molekylen ansluter endast till deoxiribosmolekylerna, inte med fosfatmolekylerna.
Cirka 60 procent av stigarna i DNA-molekyl är gjorda av kvävebaserade adenin-tymin. Cirka 40 procent av stigarna är gjorda av guanin-cytosinbaser. Om modellen har 10 steg, kommer sex steg att vara adenin-tymin-steg, och de återstående fyra stegen kommer att vara guanin-cytosin-steg.
Adenin och tymin ansluter till två vätebindningar medan guanin och cytosin ansluter till tre vätebindningar. Adenin kan inte ansluta till cytosin och guanin kan inte ansluta till tymin eftersom vätebindningarna inte matchar. (Se resurser för att öva på att bygga en DNA-molekyl.) Adenin och guanin är dubbelringmolekyler, något större än tymin- och cytosin-enringmolekylerna.
De kvävehaltiga stegpinnarna orienterar sig inte alltid med samma bas på samma sida, vilket betyder att adenin-tymin rung ibland kommer att ha adenin på vänster sida och ibland tymin kommer att vara på vänster. Guanin och cytosin kan också byta sida.
DNA-molekylen bildar en dubbel helix. Strukturen ser ut som en stege vriden runt och runt. Modellen ska återspegla denna form.
Bygga DNA Double Helix Model
Konstruera DNA modell med sugrör. Dessa riktningar använder pärlor för ryggradsidorna och sugrör för stegpinnarna.
Välja material: Pärlorna för deoxiribosmolekylen måste ha en diameter som är lika med eller något större än halmens diameter. Ponny pärlor i två färger som vitt och svart fungerar bra.
Modellen kräver ett anslutningsmaterial som är tillräckligt flexibelt för att väva genom sugrör och pärlor samtidigt som det är tillräckligt robust för att hålla modellens tredimensionella form. Antingen blomsterhandlarens tråd- eller rörrengöringsmedel fungerar.
Använd klara eller genomskinliga sugrör och sätt in färgade rörrengöringsmedel genom halmsektionerna för att skilja de fyra kvävebaserna. Använd till exempel gult för adenin, grönt för tymin, rött för guanin och blått för cytosin. Använd vita eller svarta rörrengörare eller blomsterhandlartråd för ryggraden.
Bygga ryggraden: DNA-molekylen har två sidor eller ryggrader. Väv rörrengöraren eller blomsterhandlarens tråd genom alternerande svarta och vita ponnypärlor för att konstruera en längd av pärlor som är minst 20 pärlor långa (10 vita och 10 svarta pärlor). Upprepa för att konstruera motsatt sida. Du kan lägga till några extra pärlor längs varje ryggrad.
Bygga stegpallen: Konstruera sex adenin-tyminbaspar och fyra guanin-cytosinbaspar för att skapa en modell som visar det korrekta förhållandet mellan adenin-tymin och guanin-cytosin. Börja med att skära 10 sektioner av halm som var och en är 2 tum långa.
Adenin-tyminbaspar
Skär sex halmsektioner med en V-form eller ett vinklat snitt, något utanför mitten.
Klipp ut sex 2-tums längder med gult rörrengöringsmedel (för adenin) och sex 2-tums bitar grönt rörrengöringsmedel (för tymin).
Trä den gula rörrengöraren genom de längre halmbitarna och den gröna rörrengöraren genom de kortare halmbitarna.
Guanin-cytosinbaspar
Skär de resterande fyra halmsektionerna något mitt i mitten med en böjd skärning.
Klipp fyra 2-tums längder av rött rörrengörare (för guanin) och fyra 2-tums längder av blåttrengöringsmedel (för cytosin).
Trä den röda rörrengöraren genom de längre halmbitarna och den blå rörrengöraren genom de kortare halmbitarna.
Anslutning av stegpinnar: Använd tång för att sätta ihop stegpinnar och modell.
Matcha de vinklade skära ändarna på en adenin- och en tyminhalvsektion. Använd en tång för att skapa en krok i ändarna av rörrengöringssegmenten. Haka ihop de gula och gröna rörrengörarna och stäng krokarna för att hålla ihop bitarna. Upprepa för att bilda sex adenin-tymin-steg.
Matcha de krökta ändarna av en guanin- och en cytosinhalmsektion. Haka i rörrengörarens ändar och anslut som du gjorde med adenin-tymin-steg. Upprepa för att bilda de fyra guanin-cytosin-stegen.
Montering av modellen
Bestäm om de vita eller svarta ponny-pärlorna i ryggraden ska representera deoxiribosmolekyler. Baserna fäster bara den färgen.
För det här exemplet, låt den svarta pärlan representera deoxiribos. Fäst ena änden av en adenin-tymin eller en guanin-cytosin genom att föra in änden på rörrengöraren genom tråden eller rörrengöraren som håller pärlorna. Du bör ha överflödig rörrengöringslängd.
Upprepa anslutning av varje steg till en svart pärla tills alla 10 steg är fästa på en ryggrad. Kom ihåg att inte alla adenin- eller guaninbaserna kommer att fästa på samma sida av modellen.
Anslut den motsatta änden av varje steg till en svart pärla på den andra ryggraden. Modellen ska nu se ut som en stege.
Placera stegpallen så att de raderar. Dra åt ändarna på rörrengörarna så att modellen är stabil och något stel. Trimma ändarna på rörrengörarna vid behov.
Gör Twist
DNA-molekylen bildar en dubbel helix. Plocka upp modellen och vrid försiktigt modellen till en spiral.
Märk modellen
Antingen märk modellen eller skapa en nyckel för att identifiera elementen i modellen.
Saker du behöver
- Minst 20 vita ponnypärlor
- Minst 20 svarta ponnypärlor
- 10, 2 tum långa bitar av klara eller genomskinliga halmsegment
- Sex segment gult rörrengörare, 2 tum långt vardera
- Sex segment grönt rörrengöringsmedel, vardera 2 tum långt
- Fyra segment av rött rörrengörare, 2 tum långa vardera
- Fyra segment av blå rörrengörare, 2 tum långa vardera
- Floristertråd, eller vita eller svarta rörrengörare
- Nåltång
- Etiketter eller en extra bit av varje material för att skapa en nyckel