Зміст
- Основна структура ДНК
- Моделі середньої школи: перероблені предмети
- Моделі середньої школи: копання глибше у ДНК
Деоксирибонуклеїнова кислота, або ДНК, була відкрита в 1953 році Джеймсом Уотсоном, Френсісом Криком та Розалінд Франклін. Ця молекула розглядається як основна основа життя, оскільки вона містить інформацію для побудови білків і структур, необхідних для всіх організмів. Кожна ДНК людини є унікальною за послідовністю її тисяч окремих пар азотистих основ, так само, як кожна книга містить слова, але жодна книга не містить однакових пропозицій або однакового порядку слів.Але вся ДНК має форму простої структури, подвійної спіралі, що складається з повторюваної серії фосфатних груп, п'ятивуглецевих цукрів та азотистих основ, представлених схематично як A, C, G і T.
Моделі ДНК можуть бути побудовані з різних щоденних, легко доступних предметів. Такі моделі служать цінним інструментом для передачі основ цього елегантного твору природи.
Основна структура ДНК
Подвійна спіраль може розглядатися як дуже довга гнучка драбина, боки драбини скручені в протилежні сторони з обох кінців, в результаті чого має форму спіралі. "Стрічки" - водневі зв'язки між сусідніми парами основ, причому A (аденін) зв'язується лише з T (тимін), а C (цитозин) зв'язується лише з G (гуанін). Кожна основа зв’язується з п’ятивуглецевим цукром (S) навпроти водневої зв'язку, і ці цукру зв'язуються один з одним по сторонах «драбини» через фосфатну групу (P) між ними.
Ступінь повороту важливо для візуалізації для виготовлення моделей молекули ДНК. Подвійна спіраль робить один повний «поворот» приблизно кожні п’ять-шість пар основ. Але будь-яка правильна модель повинна мати лише основні права: цукри, фосфати та основи повинні бути у належному положенні один щодо одного.
Моделі середньої школи: перероблені предмети
Дух охорони навколишнього середовища може проявитись у побудові моделей ДНК. Проконсультувавшись із схемою, що деталізує основну структуру молекули, подумайте, скільки різних видів унікальних об'єктів потрібно для представлення довжини ДНК. (Відповідь шість: кожна для A, C, G, T, S і P.) Працюючи окремо або в групах, складіть списки предметів у шкільних або домашніх сміттєвих контейнерах, які, правдоподібно, можуть скластись разом для створення моделі молекули.
Вибрані елементи повинні бути однакового розміру і не надто великі, щоб створити точну модель. Наприклад, різний тип соди для кожної з чотирьох основ може поєднуватися із застосуванням порцій яєчної коробки для цукрів і паличок для епідемій для фосфатних груп.
Моделі середньої школи: копання глибше у ДНК
Створюючи більш детальні моделі ДНК, одне завдання полягає в тому, щоб пояснити, чому А може спаровуватися з Т, і тільки з Т, і аналогічно для C і G. (Відповідь полягає в тому, що на рівні їх тривимірної конформації в просторі, A прагне ідеально підходить для представлення цього типу «Т» у формі, скажімо, головоломки.) Глиняна модель із гнучким дротом, що утворює хребет «стрічок» та «бортів». Використовуйте різні кольори глини для чотирьох базових типів і придумайте різні правдоподібні форми для кожного; вони повинні бути лише послідовними та відповідати критеріям "відповідність фігур головоломки".
Для додаткової заслуги сформулюйте гіпотези про причину того, що ДНК скручується в подвійну спіраль, а не залишається в базовій формі сходів. (Відповідь: позитивні та негативні заряди різних молекул притягують та відштовхують одна одну таким чином, щоб подвійна спіраль була єдиним способом існування молекули у стабільній формі.)