Inhoud
- De basisstructuur van DNA
- Modellen op de middelbare school: gerecyclede artikelen
- High-School Models: Dieper in DNA graven
Deoxyribonucleïnezuur of DNA werd in 1953 ontdekt door James Watson, Francis Crick en Rosalind Franklin. Dit molecuul wordt beschouwd als de fundamentele basis voor het leven, omdat het de informatie bevat voor het bouwen van eiwitten en structuren die nodig zijn in alle organismen. Elk menselijk DNA is uniek in termen van de volgorde van zijn duizenden individuele stikstofbaseparen, net zoals elk boek woorden bevat, maar geen twee boeken bevatten dezelfde zinnen of dezelfde volgorde van woorden.Maar alle DNA heeft de vorm van een eenvoudige structuur, een dubbele helix, bestaande uit een zich herhalende reeks fosfaatgroepen, vijf-koolstof suikers en stikstofbasen, schematisch weergegeven als A, C, G en T.
DNA-modellen kunnen worden geconstrueerd uit een verscheidenheid aan dagelijkse, direct beschikbare items. Dergelijke modellen dienen als waardevolle hulpmiddelen om de essentie van dit elegante natuurwerk te communiceren.
De basisstructuur van DNA
Een dubbele helix kan worden opgevat als een zeer lange, flexibele ladder, met de zijkanten van de ladder in tegengestelde richting van beide uiteinden gedraaid, met als resultaat een spiraalvorm. De "sporten" zijn de waterstofbruggen tussen aangrenzende basenparen, met A (adenine) binding alleen aan T (thymine) en C (cytosine) binding alleen aan G (guanine). Elke base bindt aan een vijf-koolstof suiker (S) tegenover zijn waterstofbinding, en deze suikers binden aan elkaar langs de zijkanten van de "ladder" via een fosfaatgroep (P) daartussen.
De mate van de draaiing is belangrijk om te visualiseren voor het maken van modellen van het DNA-molecuul. De dubbele helix maakt een volledige "draai" ongeveer elke vijf tot zes basenparen. Maar elk correct model hoeft alleen het essentiële te hebben: de suikers, fosfaten en basen moeten allemaal op hun juiste plaats ten opzichte van elkaar staan.
Modellen op de middelbare school: gerecyclede artikelen
Een geest van milieubehoud kan blijken uit het bouwen van DNA-modellen. Overweeg na overleg met een diagram met de basisstructuur van het molecuul hoeveel verschillende soorten unieke objecten nodig zijn om een lengte van DNA weer te geven. (Het antwoord is zes: één voor A, C, G, T, S en P.) Werk alleen of in groepen en bedenk lijsten met items op school of thuis voor recyclingbakken die plausibel in elkaar passen om een model van te maken het molecuul.
De geselecteerde items moeten dezelfde grootte hebben en niet te groot zijn om een nauwkeurig model te maken. Een verschillend type frisdrankblikje voor elk van de vier basen zou bijvoorbeeld kunnen worden gecombineerd met het gebruik van porties eierdozen voor de suikers en ijslollystokjes voor de fosfaatgroepen.
High-School Models: Dieper in DNA graven
Bij het maken van meer uitgebreide DNA-modellen is een uitdaging om uit te leggen waarom A zou kunnen paren met, en alleen met, T en op dezelfde manier voor C en G. (Het antwoord is dat A op het niveau van hun driedimensionale conformatie in de ruimte, passen met T op de manier van bijvoorbeeld puzzelstukjes.) Een kleimodel met flexibele draad die de rug van de "sporten" en de "zijkanten" vormt, is een ideale manier om dit weer te geven. Gebruik verschillende kleuren klei voor de vier basistypes en bedenk voor elk verschillende plausibele vormen; ze hoeven alleen consistent te zijn en voldoen aan de criteria voor "puzzelstukjes passend".
Vorm voor extra verdiensten hypothesen over de reden dat DNA zichzelf in een dubbele helix draait in plaats van in een basisladdervorm te blijven. (Antwoord: de positieve en negatieve ladingen op de verschillende moleculen trekken elkaar aan en stoten elkaar af op een zodanige manier dat de dubbele helix de enige manier is waarop het molecuul in een stabiele vorm kan bestaan.)