Περιεχόμενο
- Η βασική δομή του DNA
- Μοντέλα μέσης εκπαίδευσης: Ανακυκλωμένα στοιχεία
- Μοντέλα Γυμνασίου: Περνώντας βαθύτερα στο DNA
Το δεσοξυριβονουκλεϊνικό οξύ ή το DNA ανακαλύφθηκε το 1953 από τους James Watson, Francis Crick και Rosalind Franklin. Αυτό το μόριο θεωρείται ως η θεμελιώδης βάση για τη ζωή, καθώς περιέχει τις πληροφορίες για την κατασκευή πρωτεϊνών και δομών που απαιτούνται σε όλους τους οργανισμούς. Κάθε DNA του ανθρώπινου όντος είναι μοναδικό από την άποψη της ακολουθίας των χιλιάδων ατομικών αζωτούχων ζευγαριών βάσης του, όπως κάθε βιβλίο περιέχει λέξεις αλλά κανένα από τα δύο βιβλία δεν περιέχει τις ίδιες προτάσεις ούτε την ίδια παραγγελία λέξεων.Όμως, όλα τα DNA έχουν τη μορφή μιας απλής δομής, μιας διπλής έλικας, αποτελούμενης από μια επαναλαμβανόμενη σειρά φωσφορικών ομάδων, σακχάρων πέντε ατόμων άνθρακα και αζωτούχων βάσεων, που αντιπροσωπεύονται σχηματικά ως Α, C, G και Τ.
Τα μοντέλα του DNA μπορούν να κατασκευαστούν από μια ποικιλία καθημερινών, άμεσα διαθέσιμων αντικειμένων. Αυτά τα μοντέλα χρησιμεύουν ως πολύτιμα εργαλεία για την επικοινωνία των βασικών στοιχείων αυτού του κομψού έργου της φύσης.
Η βασική δομή του DNA
Μια διπλή έλικα μπορεί να θεωρηθεί ως μια πολύ μεγάλη, ευέλικτη σκάλα, με τις πλευρές της σκάλας στριμμένες σε αντίθετες κατευθύνσεις και από τις δύο άκρες, με αποτέλεσμα ένα σπειροειδές σχήμα. Οι "στύλοι" είναι οι δεσμοί υδρογόνου μεταξύ γειτονικών ζευγών βάσης, με σύνδεση Α (αδενίνης) μόνο με Τ (θυμίνη) και C (κυτοσίνη) μόνο με G (γουανίνη). Κάθε βάση δεσμεύεται σε ένα ζάχαρο πέντε (5) ατόμων άνθρακα έναντι του δεσμού υδρογόνου και αυτά τα σάκχαρα συνδέονται μεταξύ τους κατά μήκος των πλευρών της "σκάλας" μέσω μίας φωσφορικής ομάδας (Ρ) μεταξύ τους.
Ο βαθμός της συστροφής είναι σημαντικός για την απεικόνιση για σκοπούς κατασκευής μοντέλων του μορίου DNA. Η διπλή έλικα κάνει μια πλήρη «συστροφή» περίπου κάθε πέντε έως έξι ζεύγη βάσεων. Αλλά κάθε σωστό μοντέλο πρέπει να έχει μόνο τα βασικά στοιχεία: τα σάκχαρα, τα φωσφορικά άλατα και οι βάσεις πρέπει να βρίσκονται στις κατάλληλες θέσεις τους σε σχέση με το άλλο.
Μοντέλα μέσης εκπαίδευσης: Ανακυκλωμένα στοιχεία
Ένα πνεύμα περιβαλλοντικής διατήρησης μπορεί να εμφανιστεί στην κατασκευή μοντέλων DNA. Αφού συμβουλευτείτε ένα διάγραμμα που αναφέρει τη βασική δομή του μορίου, σκεφτείτε πόσα διαφορετικά είδη μοναδικών αντικειμένων χρειάζονται για να αντιπροσωπεύσουν ένα μήκος DNA. (Η απάντηση είναι έξι: το καθένα για το A, C, G, T, S και P.) Εργαζόμενοι μόνοι ή σε ομάδες, καταθέστε λίστες αντικειμένων σε σχολικούς ή οικιακούς κάδους ανακύκλωσης που πιθανόν να ταιριάζουν μαζί για να δημιουργήσουν ένα μοντέλο το μόριο.
Τα επιλεγμένα στοιχεία πρέπει να έχουν το ίδιο μέγεθος και όχι υπερβολικά μεγάλο, για να δημιουργήσουν ένα ακριβές μοντέλο. Για παράδειγμα, ένας διαφορετικός τύπος σόδας για κάθε μια από τις τέσσερις βάσεις θα μπορούσε να συνδυαστεί με τη χρήση μερίδων χαρτοκιβωτίων αυγών για τα σάκχαρα και τις ραβδώσεις για τις φωσφορικές ομάδες.
Μοντέλα Γυμνασίου: Περνώντας βαθύτερα στο DNA
Όταν κάνουμε πιο περίπλοκα μοντέλα DNA, μια πρόκληση είναι να εξηγήσουμε γιατί το Α μπορεί να ζευγαρώσει και μόνο με το Τ και παρόμοια για το C και το G. (Η απάντηση είναι ότι στο επίπεδο της τρισδιάστατης διαμόρφωσής τους στο διάστημα, το Α τείνει να ταιριάζει με το Τ με τον τρόπο, ας πούμε, κομμάτια παζλ.) Ένα πηλό μοντέλο με εύκαμπτο σύρμα που σχηματίζει τη σπονδυλική στήλη των "σκαλοπατιών" και των "πλευρών" είναι ένας ιδανικός τρόπος για να το αντιπροσωπεύσει αυτό. Χρησιμοποιήστε διαφορετικά χρώματα από πηλό για τους τέσσερις τύπους βάσης και καταλήξτε σε διαφορετικά πιθανά σχήματα για καθένα. πρέπει να είναι συνεπείς και να πληρούν τα κριτήρια "προσαρμογής κομμάτι παζλ".
Για επιπλέον πίστωση, σχηματίζετε υποθέσεις σχετικά με το λόγο ότι το DNA περιστρέφεται σε διπλή έλικα αντί να παραμείνει σε βασικό σχήμα σκάλας. (Απάντηση: τα θετικά και τα αρνητικά φορτία στα διαφορετικά μόρια προσελκύουν και απωθούν ο ένας τον άλλο με τέτοιο τρόπο ώστε να εξασφαλίσουν ότι η διπλή έλικα είναι ο μόνος τρόπος για να υπάρχει το μόριο σε σταθερή μορφή).