Deoxyribonucleïnezuur (DNA)-modellen vinden hun oorsprong in de röntgendiffractiebeelden van Rosalind Franklin, waardoor FrancisCrick en JamesWatson de iconische dubbele helixstructuur konden construeren. Hoewel er commerciële kits bestaan, biedt het helemaal opnieuw ontwerpen van een model een tastbare manier om de geometrie en basenparingsregels van het molecuul te begrijpen.

Overzicht DNA dubbele helix-model

Het model bestaat uit zes sleutelcomponenten:twee ruggengraat, tien sporten van basenparen en de afwisselende rangschikking van nucleotiden. De ruggengraat bestaat uit afwisselende fosfaat- en deoxyribose-eenheden, terwijl de stikstofbasen (adenine (A), thymine (T), guanine (G) en cytosine (C)) de strengen overbruggen.

In een typisch gedeelte met tien sporten zijn zes sporten AT-paren (60%) en vier G-C-paren (40%). Adenine paren met thymine via twee waterstofbruggen; guanine paren met cytosine via drie. A-T- en G-C-koppelingen zijn complementair en voorkomen mismatches zoals A-C of G-T.

Deze sporten wisselen elkaar af, zodat A aan de linker- of rechterkant kan verschijnen, en hetzelfde geldt voor G. De algehele vorm is een rechtshandige helix die lijkt op een gedraaide ladder.

Benodigde materialen

• ≥20 witte ponykralen (deoxyribose)
• ≥20 zwarte ponykralen (fosfaat)
• 10 heldere of doorschijnende strosegmenten van 2 inch
• 6 gele pijpenragers van 2 inch (adenine)
• 6 groene pijpenragers van 2 inch (thymine)
• 4 rode pijpenragers van 2 inch (guanine)
• 4 blauwe pijpenragers van 2 inch (cytosine)
• Bloemistendraad of wit/zwarte pijpenragers voor ruggengraat
• Naaldtang
• Labels of extra stukken voor een referentiesleutel

Stap 1 – Monteer de backbones

Weef bloemistendraad door afwisselend zwarte en witte ponykralen om twee parallelle strengen te creëren. Elke streng moet minimaal 20 kralen bevatten (10 van elke kleur). De kralen vertegenwoordigen de afwisselende fosfaat- en deoxyribose-eenheden; de draad dient als ruggengraat.

Stap 2 – Bereid de sporten voor

Snijd de tien strosegmenten in twee groepen:zes voor A-T-paren en vier voor G-C-paren. Voor de AT-groep:snijd elk rietje in een iets langer en een iets korter stuk met een V-vormige snede. Gebruik voor de G‑C-groep een gebogen snede om een langer en een korter stuk te verkrijgen.

Leid de gele segmenten van de pijpenrager door de langere stukken A-T-rietje en de groene segmenten door de kortere stukken. Voor de G-C-paren:rijg rode segmenten door de langere rietjes en blauwe segmenten door de kortere.

Stap 3 – Verbind sporten met backbones

Maak met een punttang een kleine haak aan elk uiteinde van de pijpenragersegmenten. Haak de gele en groene segmenten aan elkaar om een ​​A-T-sport te vormen, en de rode en blauwe segmenten voor een G-C-sport. Herhaal dit totdat alle tien sporten zijn gevormd.

Steek het ene uiteinde van elke sport in een zwarte kraal op de eerste ruggengraat; het andere uiteinde wordt bevestigd aan de overeenkomstige kraal op de tweede ruggengraat. Draai de kralen indien nodig, zodat de basen van kant wisselen, waardoor de natuurlijke oriëntatie van DNA wordt gerepliceerd.

Stap 4 – Draai in een helix

Terwijl alle sporten stevig vastzitten, draait u de twee ruggengraatjes voorzichtig in elkaar. De resulterende structuur vertoont de karakteristieke rechtshandige dubbele helix.

Stap 5 – Labelen (optioneel)

Ter ondersteuning van de educatie kunt u kleine etiketten op elke kraal plakken of een legenda toevoegen die de kraalkleur en de kleur van de pijpenrager aangeeft die overeenkomt met elke nucleotide. Deze referentie helpt studenten de structurele componenten in één oogopslag te identificeren.

Volg deze stappen en u beschikt over een compleet, praktisch DNA-model met dubbele helix dat de moleculaire architectuur en regels voor basenparing op een gedenkwaardige manier illustreert.