Sisu
Kui enamik inimesi kuuleb mõistet “DNA”, pildistavad nad automaatselt klassikalist topeltheeliksi. Kujutades komponente, mis moodustavad selle geneetilise materjali suure spiraali, on see sageli pisut keerulisem. Õnneks on tegelikult mõistmine, kuidas aluspaarid toimivad, ja isegi iga proovi protsentide arvutamine DNA-proovis.
TL; DR (liiga pikk; ei lugenud)
Mis tahes DNA proovis on neli alust, mis paaristuvad ainult ühel viisil: adeniin ja tümiin, guaniin ja tsütosiin. Nad moodustavad 100 protsenti valimist. Chargaffide reeglis öeldakse, et iga aluse kontsentratsioon aluspaaris on alati võrdne selle paaritisega, seega on adeniini kontsentratsioon võrdne näiteks tümiini kontsentratsiooniga. Seda teavet ja lihtsat matemaatikat kasutades leiate proovi adeniini protsendi, kui teate mõne muu aluse protsenti.
DNA aluspaarid
DNA topeltheeliks sisaldab kahte omavahel kokku keerutatud geneetilise materjali ahelat, nii et see sobib raku tuuma. Selle spiraali struktuur tuleneb viisist, kuidas neli alust omavahel paaristuvad ja üksteisega seostuvad. Need neli alust on adeniin, guaniin, tümiin ja tsütosiin.
Keemilise struktuuri poolest on nii adeniin kui guaniin puriinid, tümiin ja tsütosiin on pürimidiinid. See keemiline erinevus tagab, et aluste vahel püsivad vesiniksidemed paaristuvad alati ühtemoodi: adeniin tümiiniga ja guaniin tsütosiiniga.
Erwin Chargaffi vaatlus
Teadlased pole alati teadnud DNA funktsiooni. Tegelikult inspireeris 1944. aasta ettepanek, et DNA võib olla rakkude geneetiline materjal, spekuleerimist ja isegi poleemikat. Sellegipoolest hakkasid mõned teadlased, sealhulgas Erwin Chargaff, tõsiselt DNA-d uurima. 1950. aastal märkas Chargaff, et puriinid (adeniin ja guaniin) olid lahutamisel pürimidiinidega (tümiin ja tsütosiin) alati 1: 1. Sellest leiust sai teaduslik kinnitus: Chargaffi reegel.
Chargaffi reegli rakendamine
Chargaffide reegel tähendab, et ükskõik millises proovis on adeniini kontsentratsioon alati võrdne selle paari tümiini kontsentratsiooniga ning ka guaniini ja tsütosiini kontsentratsioonid on võrdsed. Kui peate arvutama adeniini protsendi DNA proovis, saate probleemi lahendamiseks kasutada Chargaffi reeglit. Näiteks kui teate, et DNA proovis on 20 protsenti tümiini, siis teate automaatselt, et see on ka 20 protsenti adeniini, kuna nad paarituvad omavahel.
Samuti saate arvutada adeniini protsendi, kui teile antakse guaniini või tsütosiini protsent. Kuna teate, et DNA-s on ainult neli alust, peavad kõik neli alust kokku moodustama 100 protsenti proovist. Kui antakse teavet, et proovis on 20 protsenti guaniini, võite arvata, et see on ka 20 protsenti tsütosiini, kuna guaniin ja tsütosiin on omavahel seotud. Kokku moodustab see 40 protsenti kogu valimist. Võite selle 40 protsendi lahutada 100 protsendist ja määrata, et 60 protsenti proovist peavad olema adeniin ja tümiin. Kuna need kaks alust eksisteerivad alati võrdsetes kontsentratsioonides, teate, et DNA proov on 30 protsenti adeniini.
DNA biokeemiaga seotud kontseptsioonid tunduvad mõnikord väga keerulised. Tänu Chargaffile saab DNA-proovis sisalduvate aluste protsendi arvutamine midagi muud kui lihtne matemaatikaülesanne.