Коли більшість людей чують термін «ДНК», вони автоматично представляють класичну подвійну спіраль. Уявляючи собі компоненти, що складають цю велику спіраль генетичного матеріалу, часто здається дещо складнішим. На щастя, розуміння того, як функціонують пари основ і навіть обчислення відсотків для кожної основи у зразку ДНК, насправді є простим.
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
У будь-якому зразку ДНК є чотири основи, які поєднуються лише одним чином: аденін і тимін, гуанін і цитозин. Вони складають 100 відсотків вибірки. Правило Чаргаффа стверджує, що концентрація для кожної основи в парі основ завжди дорівнює її партнеру, тому концентрація аденина дорівнює концентрації тиміну, наприклад. Використовуючи цю інформацію та просту математику, ви можете знайти відсоток аденіну у зразку, якщо знаєте відсоток будь-якої іншої основи.
ДНК-пари ДНК
Подвійна спіраль ДНК містить дві нитки генетичного матеріалу, скручені між собою, тому вона поміщається всередині ядра клітини. Структура цієї спіралі випливає з того, як чотири основи поєднуються і зв’язуються одна з одною. Цими чотирма основами є аденін, гуанін, тимін та цитозин.
З точки зору хімічної структури, аденін і гуанін є пуринами, тоді як тимін і цитозин - піримідинами. Ця хімічна різниця гарантує, що стабільні водневі зв’язки між основами завжди з’єднуються однаково: аденін з тиміном та гуанін з цитозином.
Спостереження Ервіна Чаргаффа
Вчені не завжди знали функцію ДНК. Насправді пропозиція 1944 року про те, що ДНК може бути генетичним матеріалом клітини, надихнула на спекуляції та навіть суперечки. Тим не менше, деякі вчені почали серйозно вивчати ДНК, зокрема Ервін Чаргафф. У 1950 р. Чаргафф помітив, що при розділенні пурини (аденін та гуанін) завжди існували у співвідношенні 1: 1 з піримідинами (тиміном та цитозином). Ця знахідка стала науковим закріпленням: правило Чаргаффа.
Застосування правила Chargaff's
Правило Чаргаффа означає, що в будь-якому зразку концентрація аденина завжди буде дорівнює концентрації його пари тиміну, а також концентрації гуаніну та цитозину. Якщо вам потрібно розрахувати відсоток аденіну у зразку ДНК, ви можете використати правило Чаргаффа для вирішення проблеми. Наприклад, якщо ви знаєте, що зразок ДНК складає 20 відсотків тиміну, ви автоматично знаєте, що це також відсоток аденіну, оскільки вони з’єднуються між собою.
Ви також можете розрахувати відсоток аденіну, якщо йому дано відсоток гуаніну або цитозину. Оскільки ви знаєте, що в ДНК є лише чотири основи, усі чотири основи разом повинні дорівнювати 100 відсоткам зразка. Якщо отримати інформацію про те, що зразок складає 20 відсотків гуаніну, ви можете припустити, що це також 20 відсотків цитозину, оскільки гуанін і цитозин поєднуються між собою. Разом це становить 40 відсотків від загальної вибірки. Ви можете відняти, що 40 відсотків від 100 відсотків і визначити 60 відсотків зразка повинні бути аденін і тимін разом. Оскільки ці дві основи завжди існують в однакових концентраціях, ви знаєте, що зразок ДНК становить 30 відсотків аденина.
Поняття, пов'язані з біохімією ДНК, часом здаються дуже складними. Завдяки Чаргаффу обчислення відсотків основ, присутніх у зразку ДНК, стає не що інше, як простою математичною задачею.