Sisu
Deoksüribonukleiinhappe ehk DNA avastasid 1953. aastal James Watson, Francis Crick ja Rosalind Franklin. Seda molekuli peetakse elu põhialuseks, kuna see sisaldab teavet kõigi organismide jaoks vajalike valkude ja struktuuride moodustamiseks. Iga inimese DNA on ainulaadne tuhandete individuaalsete lämmastiku aluspaaride järjestuse poolest, nii nagu iga raamat sisaldab sõnu, kuid mitte kaks raamatut ei sisalda samu lauseid ega sama sõnajärjestust.Kuid kogu DNA on lihtsa struktuuriga, topeltheeliksi kujul, mis koosneb korduvatest fosfaatrühmadest, viiest süsinikust koosnevatest suhkrutest ja lämmastiku alustest, skemaatiliselt tähistatud kui A, C, G ja T.
DNA mudeleid saab konstrueerida mitmesugustest igapäevaselt kättesaadavatest, hõlpsasti saadavatest esemetest. Sellised mudelid on väärtuslikud tööriistad selle elegantse loodusloomuse oluliste külgede edastamiseks.
DNA põhistruktuur
Kahekordset spiraali võib käsitada väga pika elastse redelina, mille redeli küljed on mõlemast otsast vastassuunas väänatud, mille tulemuseks on spiraal. "Redelid" on vesiniksidemed külgnevate aluspaaride vahel, kusjuures A (adeniin) on seotud ainult T (tümiiniga) ja C (tsütosiin) ainult G (guaniin). Iga alus seondub viiesüsiniku suhkruga (S), mis asub vesiniksideme vastas, ja need suhkrud seovad üksteisega piki "redeli" külgi nendevahelise fosfaatrühma (P) kaudu.
Keerutuse aste on oluline, et visualiseerida DNA molekuli mudeleid. Topeltheeliks teeb ühe täieliku "keerdumise" umbes iga viie kuni kuue aluspaari kohta. Kuid igal õigel mudelil peab olema ainult hädavajalik: suhkrud, fosfaadid ja alused peavad olema üksteise suhtes õiges asendis.
Keskkooli mudelid: ringlussevõetud esemed
DNA mudelite loomisel võib ilmneda keskkonnahoiu vaim. Pärast molekuli põhistruktuuri üksikasjaliku diagrammiga tutvumist mõelge, kui palju erinevaid ainulaadseid objekte on vaja DNA pikkuse tähistamiseks. (Vastus on kuus: üks A, C, G, T, S ja P. jaoks). Ainuüksi või rühmadena töötades koostage kooli või kodu prügikastide esemete loendid, mis võiksid tõenäoliselt kokku sobida, et luua molekul.
Täpse mudeli loomiseks peavad valitud üksused olema sama suurusega ja mitte liiga suured. Näiteks võib nelja aluse jaoks erinevat tüüpi soodapurke kombineerida munade karbikeste osade kasutamisega suhkrute jaoks ja popsikli pulgade kasutamiseks fosfaatrühmade jaoks.
Keskkooli mudelid: sügavama DNA kaevamine
Keerukamate DNA-mudelite tegemisel on üheks väljakutseks selgitada, miks A võib paarduda T-ga ja ainult koos T-ga ning sarnaselt C ja G-ga (vastus on, et A-ruumis esineva kolmemõõtmelise konformatsiooni tasemel kipub A sobivad T-ga nii, nagu mosaiikpildi tükid.) Paindlik traat savimudel, mis moodustab "treppide" ja "külgede" selgroo, on ideaalne viis selle tähistamiseks. Nelja põhitüübi jaoks kasutage erinevaid värve savi ja mõlemal on erinevad usutavad kujundid; need peavad olema ainult järjekindlad ja vastama kriteeriumidele, mis sobivad "pusletükkidega".
Lisakrediidi saamiseks vormistage hüpoteesid põhjuse kohta, miks DNA keerutab end topeltheeliksiks, selle asemel et jääda põhiredeli kujule. (Vastus: erinevate molekulide positiivsed ja negatiivsed laengud tõmbavad ja tõrjuvad üksteist viisil, mis tagab, et kahekordne spiraal on ainus viis molekuli stabiilsena eksisteerimiseks.)