Моделі дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК) почалися з рентгенівських знімків, зроблених Розалінд Франклін. Її фотографії допомогли Френсісу Крику та Джеймсу Уотсону завершити їх тривимірну роботу модель ДНК, відома нині подвійна спіраль.
Хоча моделі ДНК можна придбати, побудова моделі допомагає зрозуміти структуру.
Модель подвійної спіралі ДНК
Модель подвійної спіралі ДНК містить шість частин. Основу, або боки, моделі складають молекули фосфатів, що чергуються з молекулами дезоксирибози. азотисті основи молекули ДНК з'єднуються лише з молекулами дезоксирибози, а не з молекулами фосфату.
Близько 60 відсотків ступенів Молекула ДНК виготовляються з аденин-тимінових азотистих основ. Близько 40 відсотків ступенів складаються з гуанін-цитозинових основ. Якщо модель має 10 ступенів, шість ступенів будуть аденин-тиміновими, а решта чотири - гуанін-цитозиновими.
Аденин і тимін з'єднуються з двома водневими зв'язками, тоді як гуанін і цитозин з'єднуються з трьома водневими зв'язками. Аденін не може зв’язатися з цитозином, а гуанін - з тиміном, оскільки водневі зв’язки не збігаються. (Див. «Ресурси для побудови молекули ДНК».) Аденин та гуанін - це молекули з подвійним кільцем, трохи більші за однокільцеві молекули тиміну та цитозину.
Азотисті сходинки не завжди орієнтуються з однаковою основою на одній стороні, що означає, що аденин-тимінова сходинка іноді матиме аденин з лівого боку, а іноді тимін буде включений ліворуч. Гуанін і цитозин також можуть перейти на іншу сторону.
Молекула ДНК утворює подвійну спіраль. Конструкція виглядає як сходи, скручені навколо і навколо. Модель повинна відображати цю форму.
Побудова моделі подвійної спіралі ДНК
Побудуйте ДНК модель із соломкою. У цих напрямках використовуються намистини для боків хребта і соломинки для перекладин.
Підбір матеріалів: Гранули для молекули дезоксирибози повинні мати діаметр, що дорівнює або трохи більший за діаметр соломи. Добре підійдуть намистини поні в двох кольорах, таких як білий і чорний.
Модель вимагає з'єднувального матеріалу, який є досить гнучким, щоб переплітати соломку та намистини, в той час як досить міцний, щоб тримати тривимірну форму моделі. Будуть працювати чистячі засоби для дротів або трубопроводів флористів.
Використовуйте прозору або напівпрозору соломку та вставте кольорові засоби для чищення труб через солом’яні секції, щоб розрізнити чотири азотисті основи. Наприклад, використовуйте жовтий для аденіну, зелений для тиміну, червоний для гуаніну та синій для цитозину. Для хребта використовуйте білі або чорні засоби для чищення труб або дріт флористів.
Побудова кістяка: Молекула ДНК має дві сторони або хребет. Сплетіть засіб для чищення труб або дріт флористів через чергування чорних і білих намистин для поні, щоб побудувати довжину намистин довжиною не менше 20 куль (10 білих та 10 чорних намистин). Повторіть, щоб побудувати протилежну сторону. Ви можете додати додаткові кілька намистин уздовж кожного хребта.
Побудова ступенів: Побудуйте шість пар основ аденин-тимін та чотири пари основ-гуанін-цитозин, щоб створити модель, що показує належне співвідношення аденін-тиміну та гуанін-цитозину. Почніть з вирізання 10 ділянок соломи, кожна довжина яких становить 2 дюйма.
Пари аденін-тимін підстав
Трохи відцентруйте, розріжте шість солом’яних секцій, використовуючи V-подібний або кутовий виріз.
Виріжте шість 2-дюймових відрізків жовтого очищувача труб (для аденіну) та шість 2-дюймових шматків зеленого очищувача труб (для тиміну).
Просуньте жовтий засіб для чищення труб через довші шматочки соломи, а зелений засіб для чищення труб - через коротші шматочки соломи.
Пари основ гуанін-цитозин
Трохи відцентруйте, розріжте решта чотири солом’яні ділянки один від одного, використовуючи вигнутий виріз.
Виріжте чотири 2-дюймові довжини очищувача червоних труб (для гуаніну) та чотири довжини 2-дюймового очищувача труб (для цитозину).
Просуньте червоний засіб для чищення труб через довші шматочки соломи, а синій засіб для чищення труб через коротші шматочки соломи.
Підключення ступенів: Використовуйте голконосні плоскогубці, щоб зібрати сходинки та модель.
Зіставте кутові зрізані кінці аденіну та тимінової соломи. За допомогою плоскогубців створіть гачок на кінцях сегментів очищувача труб. З’єднайте жовто-зелений очищувач труб і закрийте гачки, щоб утримувати шматки. Повторіть, щоб сформувати шість аденин-тимінових ступенів.
Зіставте вигнуті кінці гуаніну та ділянки соломки цитозину. Зачепіть кінчики очищувача труби і з'єднайте, як це було зроблено з аденин-тиміновими ступенями. Повторіть, щоб сформувати чотири гуанін-цитозинові ступені.
Складання моделі
Вирішіть, чи білі або чорні намистини поні у хребті представлятимуть молекули дезоксирибози. Основи будуть кріпитися лише до цього кольору.
У цьому прикладі нехай чорна кулька представляє дезоксирибозу. Прикріпіть один кінець аденин-тиміну або гуанін-цитозинової сходинки, вставивши кінець очищувача труб через дріт або очищувач труб, що утримують намистини. У вас повинна бути надмірна довжина очищувача труб.
Повторюйте, з'єднуючи кожну сходинку з чорною намистиною, поки всі 10 сходинок не будуть прикріплені до однієї хребта. Пам’ятайте, не всі основи аденіну або гуаніну кріпляться до однієї сторони моделі.
З'єднайте протилежний кінець кожної сходинки з чорною намистиною на другому хребті. Модель тепер повинна виглядати як драбина.
Розташуйте сходинки так, щоб вони вишикувалися. Затягніть кінці очищувачів труб, щоб модель була стабільною і дещо жорсткою. При необхідності обріжте кінці очищувачів труб.
Зробіть поворот
Молекула ДНК утворює a подвійна спіраль. Візьміть модель і акуратно скрутіть модель у спіраль.
Позначте модель
Або позначте модель, або створіть ключ для ідентифікації елементів моделі.
Речі, які вам знадобляться
- Принаймні 20 білих намистин з поні
- Принаймні 20 чорних намистин з поні
- 10, 2-дюймові шматки прозорих або напівпрозорих солом’яних сегментів
- Шість сегментів жовтого очищувача для труб, довжиною 2 дюйми кожен
- Шість сегментів зеленого очищувача для труб, довжиною 2 дюйми кожен
- Чотири сегменти очищувача для червоних труб довжиною 2 дюйми кожен
- Чотири сегменти синього очищувача для труб, довжиною 2 дюйми кожен
- Дріт для флористів або чистячі засоби для білих або чорних труб
- Голкогубці
- Етикетки або зайвий шматок кожного матеріалу для створення ключа