Zawartość
Modele kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA) rozpoczęły się od zdjęć dyfrakcyjnych promieni rentgenowskich wykonanych przez Rosalind Franklin. Jej zdjęcia pomogły Francisowi Crickowi i Jamesowi Watsonowi skompletować trójwymiarowy model DNA, słynnej obecnie podwójnej helisy.
Podczas gdy modele DNA można kupić, zbudowanie modelu pomaga zrozumieć strukturę.
Model podwójnej helisy DNA
Model podwójnej helisy DNA składa się z sześciu części. Szkielet lub boki modelu składają się z cząsteczek fosforanów na przemian z cząsteczkami dezoksyrybozy. Zasady azotowe cząsteczki DNA łączą się tylko z cząsteczkami dezoksyrybozy, a nie z cząsteczkami fosforanów.
Około 60 procent szczebli cząsteczki DNA składa się z zasad azotowych adeniny i tyminy. Około 40 procent szczebli składa się z zasad guaniny-cytozyny. Jeśli model ma 10 szczebli, sześć szczebli będzie szczeblami adenino-tyminowymi, a pozostałe cztery szczeble będą szczeblami guanino-cytozyny.
Adenina i tymina łączą się z dwoma wiązaniami wodorowymi, natomiast guanina i cytozyna łączą się z trzema wiązaniami wodorowymi. Adenina nie może łączyć się z cytozyną, a guanina nie może łączyć się z tyminą, ponieważ wiązania wodorowe nie pasują. (Zobacz Zasoby, aby przećwiczyć budowanie cząsteczki DNA.) Adenina i guanina to cząsteczki z podwójnym pierścieniem, nieco większe niż cząsteczki z tyminą i cytozyną.
Szczepy azotowe nie zawsze orientują się z tą samą zasadą po tej samej stronie, co oznacza, że szczebel adeninowo-tyminowy czasami będzie miał adeninę po lewej stronie, a czasami tyminę będzie po lewej stronie. Guanina i cytozyna mogą również zamieniać strony.
Cząsteczka DNA tworzy podwójną helisę. Struktura wygląda jak drabina skręcona dookoła. Model powinien odzwierciedlać ten kształt.
Budowanie modelu podwójnej helisy DNA
Skonstruuj model DNA za pomocą słomek. Kierunki te wykorzystują koraliki po bokach kręgosłupa i słomki do szczebli.
Wybór materiałów: Kulki dla cząsteczki dezoksyrybozy muszą mieć średnicę równą lub nieco większą niż średnica słomy. Koraliki kucyk w dwóch kolorach, takich jak biały i czarny, będą dobrze działać.
Model wymaga materiału łączącego, który jest wystarczająco elastyczny, aby przeplatać słomki i koraliki, a jednocześnie wystarczająco wytrzymały, aby utrzymać trójwymiarowy kształt modelu. Albo kwiaciarnie czyściki do drutu lub fajki będą działać.
Użyj przezroczystych lub półprzezroczystych słomek i włóż kolorowe środki do czyszczenia rur przez sekcje słomy, aby rozróżnić cztery zasady azotowe. Na przykład użyj żółtego dla adeniny, zielonego dla tyminy, czerwonego dla guaniny i niebieskiego dla cytozyny. Użyj białych lub czarnych środków do czyszczenia rur lub drutu kwiaciarskiego do kręgosłupa.
Budowa kręgosłupa: Cząsteczka DNA ma dwie strony lub kręgosłup. Przełóż przewód do czyszczenia rur lub kwiaciarni przez naprzemiennie czarne i białe koraliki kucykowe, aby utworzyć długość koralików o długości co najmniej 20 koralików (10 białych i 10 czarnych koralików). Powtórz, aby skonstruować przeciwną stronę. Możesz dodać kilka dodatkowych koralików wzdłuż każdego kręgosłupa.
Budowanie szczebli: Skonstruuj sześć par zasad adenina-tymina i cztery pary zasad guanina-cytozyna, aby stworzyć model pokazujący odpowiedni stosunek adeniny-tyminy i guaniny-cytozyny. Zacznij od wycięcia 10 odcinków słomy o długości 2 cali.
Pary zasad adenina-tymina
Lekko poza środkiem wyciąć sześć sekcji słomy za pomocą w kształcie litery V lub cięcia pod kątem.
Wytnij sześć 2-calowych odcinków żółtego środka do czyszczenia rur (dla adeniny) i sześć 2-calowych kawałków zielonego środka do czyszczenia rur (dla tyminy).
Przeciągnij żółty środek do czyszczenia rur przez dłuższe kawałki słomy, a zielony środek do czyszczenia rur przez krótsze kawałki słomy.
Pary zasad guanina-cytozyna
Lekko poza środkiem wyciąć pozostałe cztery sekcje słomy za pomocą zakrzywionego cięcia.
Wytnij cztery 2-calowe długości czerwonego środka do czyszczenia rur (dla guaniny) i cztery 2-calowe długości niebieskiego środka do czyszczenia rur (dla cytozyny).
Przeciągnij czerwony środek do czyszczenia rur przez dłuższe kawałki słomy, a niebieski środek do czyszczenia rur przez krótsze kawałki słomy.
Łączenie szczebli: Użyj szczypiec z igłą końcówką, aby zmontować szczeble i model.
Dopasuj ścięte końce adeniny i tyminy ze słomy. Za pomocą szczypiec utwórz haczyk na końcach segmentów do czyszczenia rur. Zahacz żółte i zielone środki do czyszczenia rur i zamknij haczyki, aby trzymać razem elementy. Powtórz, aby utworzyć sześć szczebli adeninowo-tyminowych.
Dopasuj zakrzywione końce guaniny i sekcji słomy cytozynowej. Zaczep końcówki do czyszczenia rur i połącz jak szczeble adeninowo-tyminowe. Powtórz, aby utworzyć cztery szczeble guaniny-cytozyny.
Montaż modelu
Zdecyduj, czy białe czy czarne koraliki kucykowe w szkielecie będą reprezentować cząsteczki dezoksyrybozy. Bazy dołączą się tylko do tego koloru.
W tym przykładzie niech czarny koralik reprezentuje dezoksyrybozę. Przymocuj jeden koniec szczebla adeninowo-tyminowego lub guaninowo-cytozynowego, wkładając końcówkę środka do czyszczenia rur przez drut lub środek do czyszczenia rur przytrzymujący kulki. Powinieneś mieć nadmiar długości środka do czyszczenia rur.
Powtarzaj łączenie każdego szczebla z czarną kulką, aż wszystkie 10 szczebli zostanie przymocowanych do jednego kręgosłupa. Pamiętaj, że nie wszystkie zasady adeniny lub guaniny przyłączą się do tej samej strony modelu.
Połącz przeciwny koniec każdego szczebla z czarną kulką na drugim szkielecie. Model powinien teraz wyglądać jak drabina.
Ustaw szczeble tak, aby były w jednej linii. Dokręć końce środków do czyszczenia rur, aby model był stabilny i nieco sztywny. W razie potrzeby przytnij końce środków do czyszczenia rur.
Do Twist
Cząsteczka DNA tworzy podwójną helisę. Podnieś model i ostrożnie przekręć model w spiralę.
Oznacz model
Albo oznacz model, albo utwórz klucz do identyfikacji elementów modelu.