När de flesta hör ordet ”DNA” bildar de automatiskt den klassiska dubbelspiralen. Att föreställa sig komponenterna som utgör den stora spiralen av genetiskt material känns ofta lite mer komplicerat. Lyckligtvis är det enkelt att förstå hur baspar fungerar och till och med beräkna procentsatser för varje bas i ett DNA-prov.
TL; DR (för lång; Läste inte)
I vilket DNA-prov som helst finns det fyra baser som bara parar på ett sätt: adenin och tymin, guanin och cytosin. De uppgår till 100 procent av provet. Chargafs regel säger att koncentrationen för varje bas i ett baspar alltid är lika med sin kompis, så koncentrationen av adenin är till exempel koncentrationen av tymin. Med hjälp av denna information och enkel matematik kan du hitta procentandelen adenin i ett prov om du känner till procentandelen av någon annan bas.
DNA-baspar
DNA-dubbelspiralen innehåller två delar av genetiskt material tvinnat ihop, så det passar in i cellens kärna. Strukturen för den spiralen är resultatet av hur de fyra baserna parar ihop och binder till varandra. Dessa fyra baser är adenin, guanin, tymin och cytosin.
När det gäller kemisk struktur är adenin och guanin båda puriner medan tymin och cytosin är pyrimidiner. Denna kemiska skillnad säkerställer att de stabila vätebindningarna mellan baserna alltid kopplas ihop på samma sätt: adenin med tymin och guanin med cytosin.
Erwin Chargaff's Observation
Forskare har inte alltid känt DNA: s funktion. Faktum är att 1944-förslaget att DNA kan vara cellens genetiska material inspirerade spekulationer och till och med kontroverser. Ändå började vissa forskare på allvar studera DNA, inklusive Erwin Chargaff. 1950 märkte Chargaff att purinerna (adenin och guanin) alltid separerades i förhållandet 1: 1 med pyrimidinerna (tymin och cytosin). Denna upptäckt blev en vetenskaplig fixtur: Chargaffs regel.
Tillämpar Chargaff's Rule
Chargaffs regel betyder att koncentrationen av adenin i vilket prov som helst alltid kommer att vara lika med koncentrationen av paret tymin, och koncentrationerna av guanin och cytosin också är lika. Om du behöver beräkna procentandelen adenin i ett DNA-prov kan du använda Chargaffs regel för att lösa problemet. Till exempel, om du vet att DNA-provet är 20 procent tymin, vet du automatiskt att det också är 20 procent adenin, eftersom de parar ihop.
Du kan också beräkna procentandelen adenin när den ges procentandelen guanin eller cytosin. Eftersom du vet att det bara finns fyra baser i DNA måste alla fyra baserna tillsammans vara 100 procent av provet. Om du får information om att provet är 20 procent guanin, kan du anta att det också är 20 procent cytosin eftersom guanin och cytosin parar ihop. Tillsammans är det 40 procent av det totala urvalet. Du kan subtrahera att 40 procent från 100 procent och bestämma att 60 procent av provet måste vara adenin och tymin tillsammans. Eftersom dessa två baser alltid finns i lika stora koncentrationer, vet du att DNA-provet är 30 procent adenin.
Begrepp som är kopplade till DNA-biokemi verkar ibland mycket komplicerade. Tack vare Chargaff blir beräkning av procentandelen baser som finns i ett DNA-prov inget annat än ett enkelt matematikproblem.