Inhoud
- TL; DR (te lang; niet gelezen)
- DNA-basisparen
- Erwin Chargaff's observatie
- De regel van Chargaff toepassen
Wanneer de meeste mensen de term 'DNA' horen, stellen ze zich automatisch de klassieke dubbele helix voor. Je de componenten voorstellen die deel uitmaken van die grote spiraal van genetisch materiaal, voelt vaak een beetje ingewikkelder aan. Gelukkig is het begrijpen van basenparen en het berekenen van percentages voor elke base in een DNA-monster eigenlijk eenvoudig.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
In elk DNA-monster zijn er vier basen die op slechts één manier paren: adenine en thymine, guanine en cytosine. Ze bedragen 100 procent van het monster. Chargaffs-regel stelt dat de concentratie voor elke base in een basenpaar altijd gelijk is aan zijn mate, dus de concentratie van adenine is bijvoorbeeld gelijk aan de concentratie van thymine. Met behulp van deze informatie en eenvoudige wiskunde kunt u het percentage adenine in een monster vinden als u het percentage van een andere base kent.
DNA-basisparen
De dubbele DNA-helix bevat twee strengen genetisch materiaal die in elkaar zijn gedraaid, zodat het in de kern van de cel past. De structuur van die spiraal is het gevolg van de manier waarop de vier basen paren en aan elkaar binden. Deze vier basen zijn adenine, guanine, thymine en cytosine.
In termen van chemische structuur zijn adenine en guanine beide purines, terwijl thymine en cytosine pyrimidines zijn. Dit chemische verschil zorgt ervoor dat de stabiele waterstofbruggen tussen de basen altijd op dezelfde manier paren: adenine met thymine en guanine met cytosine.
Erwin Chargaff's observatie
Wetenschappers hebben de functie van DNA niet altijd gekend. Het voorstel uit 1944 dat DNA het genetisch materiaal van cellen zou kunnen zijn, heeft zelfs tot speculatie en zelfs controverse geleid. Niettemin begonnen sommige wetenschappers serieus DNA te bestuderen, waaronder Erwin Chargaff. In 1950 merkte Chargaff op dat, wanneer gescheiden, de purines (adenine en guanine) altijd bestonden in een verhouding van 1: 1 met de pyrimidines (thymine en cytosine). Deze bevinding werd een wetenschappelijk gegeven: de regel van Chargaff.
De regel van Chargaff toepassen
Chargaffs-regel betekent dat in elk monster de concentratie van adenine altijd gelijk zal zijn aan de concentratie van zijn paar thymine, en de concentraties van guanine en cytosine zullen ook gelijk zijn. Als u het percentage adenine in een DNA-monster moet berekenen, kunt u de regel van Chargaff gebruiken om het probleem op te lossen. Als u bijvoorbeeld weet dat het DNA-monster 20 procent thymine is, weet u automatisch ook dat het 20 procent adenine is, omdat ze samen paren.
U kunt ook het percentage adenine berekenen wanneer u het percentage guanine of cytosine krijgt. Omdat je weet dat er slechts vier basen in DNA zijn, moeten alle vier basen samen 100 procent van het monster uitmaken. Als de informatie wordt gegeven dat het monster 20 procent guanine is, kun je aannemen dat het ook 20 procent cytosine is, omdat guanine en cytosine met elkaar paren. Samen is dat 40 procent van de totale steekproef. Je kunt die 40 procent van 100 procent aftrekken en bepalen dat 60 procent van het monster samen adenine en thymine moet zijn. Omdat die twee basen altijd in gelijke concentraties bestaan, weet je dat het DNA-monster 30 procent adenine is.
Concepten die verband houden met de biochemie van DNA lijken soms erg ingewikkeld. Dankzij Chargaff wordt het berekenen van de percentages basen in een DNA-monster niets meer dan een eenvoudig wiskundig probleem.