Zawartość
Kiedy większość ludzi słyszy termin „DNA”, automatycznie wyobraża sobie klasyczną podwójną helisę. Wyobrażanie sobie elementów składających się na tę wielką spiralę materiału genetycznego często wydaje się nieco bardziej skomplikowane. Na szczęście zrozumienie, w jaki sposób działają pary zasad, a nawet obliczenie procentów dla każdej zasady w próbce DNA jest w rzeczywistości proste.
TL; DR (Too Long; Didnt Read)
W każdej próbce DNA istnieją cztery zasady, które łączą się tylko w jeden sposób: adenina i tymina, guanina i cytozyna. Łącznie stanowią 100 procent próby. Reguła Chargaffa stwierdza, że stężenie każdej zasady w parze zasad jest zawsze równe jej wiązaniu, więc stężenie adeniny równa się na przykład stężeniu tyminy. Korzystając z tych informacji i prostej matematyki, możesz znaleźć procent adeniny w próbce, jeśli znasz procent jakiejkolwiek innej zasady.
Pary zasad DNA
Podwójna helisa DNA zawiera dwie nici materiału genetycznego skręcone razem, dzięki czemu mieści się w jądrze komórki. Struktura tej spirali wynika ze sposobu, w jaki cztery zasady łączą się w pary i łączą ze sobą. Te cztery zasady to adenina, guanina, tymina i cytozyna.
Pod względem budowy chemicznej adenina i guanina są purynami, a tymina i cytozyna są pirymidynami. Ta różnica chemiczna zapewnia, że stabilne wiązania wodorowe między zasadami zawsze łączą się w ten sam sposób: adenina z tyminą i guanina z cytozyną.
Obserwacja Erwina Chargaffa
Naukowcy nie zawsze znali funkcję DNA. W rzeczywistości propozycja z 1944 r., Że DNA może być komórkowym materiałem genetycznym, inspirowała spekulacje, a nawet kontrowersje. Niemniej niektórzy naukowcy zaczęli poważnie badać DNA, w tym Erwin Chargaff. W 1950 r. Chargaff zauważył, że po rozdzieleniu puryny (adenina i guanina) zawsze istniały w stosunku 1: 1 z pirymidynami (tymina i cytozyna). To odkrycie stało się naukowe: reguła Chargaffa.
Stosowanie reguły Chargaffa
Reguła Chargaffs oznacza, że w każdej próbce stężenie adeniny zawsze będzie równe stężeniu jej tyminy, a stężenia guaniny i cytozyny również będą równe. Jeśli musisz obliczyć procent adeniny w próbce DNA, możesz użyć reguły Chargaffa, aby rozwiązać problem. Na przykład, jeśli wiesz, że próbka DNA zawiera 20% tyminy, automatycznie wiesz, że jest to również 20% adeniny, ponieważ łączą się ze sobą.
Możesz również obliczyć procent adeniny, podając procent guaniny lub cytozyny. Ponieważ wiesz, że w DNA są tylko cztery zasady, wszystkie cztery zasady razem muszą stanowić 100 procent próbki. Biorąc pod uwagę informację, że próbka zawiera 20 procent guaniny, możesz przypuszczać, że jest to również 20 procent cytozyny, ponieważ guanina i cytozyna łączą się ze sobą. Razem stanowi to 40 procent całej próbki. Możesz odjąć te 40 procent od 100 procent i ustalić, że 60 procent próbki musi zawierać adeninę i tyminę razem. Ponieważ te dwie zasady zawsze istnieją w równych stężeniach, wiesz, że próbka DNA zawiera 30 procent adeniny.
Pojęcia związane z biochemią DNA czasem wydają się bardzo skomplikowane. Dzięki Chargaffowi obliczanie procentu zasad obecnych w próbce DNA staje się niczym więcej niż prostym problemem matematycznym.