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. Het DNA van elk mens is uniek in termen van de opeenvolging van duizenden individuele stikstofhoudende basenparen, net zoals elk boek woorden bevat, maar geen twee boeken dezelfde zinnen of dezelfde volgorde van woorden bevatten. Maar al het DNA neemt de vorm aan van een eenvoudige structuur, een dubbele helix, bestaande uit een zich herhalende reeks van fosfaatgroepen, vijf-koolstofsuikers en stikstofhoudende basen, schematisch weergegeven als A, C, G en T.

Modellen van DNA kan worden opgebouwd uit een verscheidenheid van alledaagse, direct beschikbare items. Dergelijke modellen dienen als waardevolle hulpmiddelen om de essentie van dit elegante natuurwerk over te brengen.

De basisstructuur van DNA

Een dubbele helix kan worden opgevat als een zeer lange, flexibele ladder, met de zijkanten van de ladder gedraaid in tegengestelde richtingen van beide uiteinden, met als resultaat een spiraalvorm. De "sporten" zijn de waterstofbruggen tussen aangrenzende basenparen, waarbij A (adenine) alleen hecht aan T (thymine) en C (cytosine) alleen aan G (guanine). Elke base bindt zich aan een vijf-koolstofsuiker (S) tegenover zijn waterstofbrug, en deze suikers binden zich aan elkaar langs de zijkanten van de "ladder" via een fosfaatgroep (P) ertussen.

De mate van de draai is belangrijk om te visualiseren met het oog op het maken van modellen van het DNA-molecuul. De dubbele helix maakt een complete "draai" om elke vijf tot zes basenparen. Maar elk correct model hoeft alleen de essentiële eigenschappen te hebben: de suikers, fosfaten en basen moeten allemaal op hun juiste positie ten opzichte van elkaar staan.

Modellen van de middelbare school: gerecycleerde items

Een geest van milieubehoud kan zich voordoen bij het bouwen van DNA-modellen. Bekijk na het raadplegen van een diagram dat de basisstructuur van het molecuul beschrijft, hoeveel verschillende soorten unieke objecten nodig zijn om een ​​DNA-lengte te vertegenwoordigen. (Het antwoord is zes: één voor A, C, G, T, S en P.) Werk alleen of in groepen, maak een lijst met items op school of in thuiscontainers die mogelijk aan elkaar passen om een ​​model van te maken het molecuul.

De geselecteerde items moeten van dezelfde grootte zijn, en niet overdreven groot, om een ​​nauwkeurig model te maken. Een ander soort frisdrankblikje voor elk van de vier basen kan bijvoorbeeld worden gecombineerd met het gebruik van porties eierdozen voor de suikers en popsicle-sticks voor de fosfaatgroepen.

Middelbare modellen: dieper graven Into DNA -

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 vergelijkbaar voor C en G. (Het antwoord is dat op het niveau van hun drie- dimensionale conformatie in de ruimte, A heeft de neiging om met T te passen op de manier van, bijvoorbeeld, puzzelstukjes.) Een kleimodel met flexibele draad dat de ruggengraat van de "sporten" en de "zijkanten" vormt, is een ideale manier om dit weer te geven. Gebruik verschillende kleuren klei voor de vier basistypen en bedenk verschillende verschillende plausibele vormen voor elk; ze hoeven alleen maar consistent te zijn en te voldoen aan de criteria van 'puzzelstukjes aanpassen'.

Vorm voor extra punten de hypothese dat DNA zichzelf in een dubbele helix verdraait in plaats van in een basisladdervorm te blijven. (Antwoord: de positieve en negatieve ladingen op de verschillende moleculen trekken elkaar aan en stoten elkaar zo af dat de dubbele helix de enige manier is waarop het molecuul in een stabiele vorm kan bestaan.)