Περιεχόμενο
- Μοντέλο διπλού ελικοειδούς DNA
- Δημιουργία του DNA διπλού ελικοειδούς μοντέλου
- Συναρμολόγηση του μοντέλου
- Κάντε το Twist
- Ετικέτα του μοντέλου
Τα μοντέλα δεοξυριβονουκλεϊνικού οξέος (DNA) ξεκίνησαν με τις εικόνες περίθλασης ακτίνων Χ που ελήφθησαν από τον Rosalind Franklin. Οι φωτογραφίες της βοήθησαν τον Francis Crick και τον James Watson να ολοκληρώσουν το τρισδιάστατο μοντέλο DNA τους, την πλέον διάσημη διπλή έλικα.
Ενώ μπορούν να αγοραστούν μοντέλα DNA, η οικοδόμηση ενός μοντέλου βοηθά στην κατανόηση της δομής.
Μοντέλο διπλού ελικοειδούς DNA
Το μοντέλο διπλής έλικας DNA περιέχει έξι μέρη. Η ραχοκοκαλιά ή οι πλευρές του μοντέλου αποτελούνται από μόρια φωσφορικών που εναλλάσσονται με μόρια δεοξυριβόζης. Οι αζωτούχες βάσεις του μορίου ϋΝΑ συνδέονται μόνο με τα μόρια δεοξυριβόζης, όχι με τα μόρια φωσφορικών.
Περίπου το 60 τοις εκατό των βαθμίδων του μορίου ϋΝΑ κατασκευάζονται από αζωτούχες βάσεις αδενίνης-θυμίνης. Περίπου το 40 τοις εκατό των σκαλοπατιών είναι κατασκευασμένα από βάσεις γουανίνης-κυτοσίνης. Εάν το μοντέλο έχει 10 βαθμίδες, έξι σκαλοπάτια θα είναι σκαλοπάτια αδενίνης-θυμίνης και τα υπόλοιπα τέσσερα σκαλοπάτια θα είναι σκαλοπάτια γουανίνης-κυτοσίνης.
Η αδενίνη και η θυμίνη συνδέονται με δύο δεσμούς υδρογόνου ενώ η γουανίνη και η κυτοσίνη συνδέονται με τρεις δεσμούς υδρογόνου. Η αδενίνη δεν μπορεί να συνδεθεί με κυτοσίνη και η γουανίνη δεν μπορεί να συνδεθεί με θυμίνη επειδή οι δεσμοί υδρογόνου δεν ταιριάζουν. (Βλέπε Πηγές για την πρακτική δόμησης ενός μορίου ϋΝΑ). Η αδενίνη και η γουανίνη είναι μόρια διπλού δακτυλίου, ελαφρώς μεγαλύτερα από τα μόρια θυμίνης και κυτοσίνης μονού δακτυλίου.
Τα αζωτούχα σκαλοπάτια δεν προσανατολίζονται πάντοτε με την ίδια βάση στην ίδια πλευρά, πράγμα που σημαίνει ότι η στρώση αδενίνης-θυμίνης μερικές φορές θα έχει την αδενίνη στην αριστερή πλευρά και μερικές φορές η θυμίνη θα είναι στα αριστερά. Η γουανίνη και η κυτοσίνη μπορούν επίσης να αλλάξουν τις πλευρές.
Το μόριο του DNA σχηματίζει μια διπλή έλικα. Η δομή μοιάζει με μια σκάλα στριμωγμένη γύρω και γύρω. Το μοντέλο πρέπει να αντικατοπτρίζει αυτό το σχήμα.
Δημιουργία του DNA διπλού ελικοειδούς μοντέλου
Κατασκευάστε το μοντέλο DNA με καλαμάκια. Αυτές οι οδηγίες χρησιμοποιούν χάντρες για τις πλευρές της σπονδυλικής στήλης και τα καλαμάκια για τα σκαλοπάτια.
Επιλογή υλικών: Τα σφαιρίδια για το μόριο δεοξυριβόζης χρειάζεται να έχουν διάμετρο ίση ή ελαφρώς μεγαλύτερη από τη διάμετρο του αχύρου. Οι χάντρες Pony σε δύο χρώματα, όπως το λευκό και το μαύρο, θα λειτουργούν καλά.
Το μοντέλο απαιτεί ένα υλικό σύνδεσης που είναι αρκετά εύκαμπτο για να υφαίνει μέσα από τα καλαμάρια και τα χάντρες, ενώ είναι αρκετά ανθεκτικό ώστε να συγκρατεί το τρισδιάστατο σχήμα του μοντέλου. Είτε οι ανθοπωλεία καθαριστές σύρμα ή σωλήνα θα λειτουργήσει.
Χρησιμοποιήστε σαφή ή ημιδιαφανή καλαμάκια και τοποθετήστε καθαριστικά χρωματιστών σωλήνων μέσω των τμημάτων άχυρου για να διακρίνετε τις τέσσερις βάσεις αζωτούχων. Για παράδειγμα, χρησιμοποιήστε κίτρινο για αδενίνη, πράσινο για θυμίνη, κόκκινο για γουανίνη και μπλε για κυτοσίνη. Χρησιμοποιήστε λευκά ή μαύρα καθαριστικά σωλήνων ή ανθοπωλεία για τις ραχοκοκκαλίες.
Οικοδόμηση της σπονδυλικής στήλης: Το μόριο ϋΝΑ έχει δύο πλευρές ή ραχοκοκαλιά. Βάλτε το καθαριστικό σωλήνων ή τα καλώδια των ανθοπωλείων μέσω εναλλασσόμενων μαύρων και λευκών χάντρες πόνι για να κατασκευάσετε μήκος χάντρες τουλάχιστον 20 χαντρών (10 λευκές και 10 μαύρες χάντρες). Επαναλάβετε για να κατασκευάσετε την αντίθετη πλευρά. Μπορείτε να προσθέσετε επιπλέον λίγα σφαιρίδια κατά μήκος κάθε σπονδυλικής στήλης.
Οικοδόμηση των στύλων: Κατασκευάστε έξι ζεύγη βάσεων αδενίνης-θυμίνης και τέσσερα ζεύγη βάσεων γουανίνης-κυτοσίνης για να δημιουργήσετε ένα μοντέλο που δείχνει την κατάλληλη αναλογία αδενίνης-θυμίνης και γουανίνης-κυτοσίνης. Ξεκινήστε κόβοντας 10 τμήματα άχυρου που έχουν μήκος κάθε 2 ίντσες.
Βασικά ζεύγη αδενίνης-θυμίνης
Ελαφρώς εκτός κέντρου, κόψτε έξι τμήματα άχυρου μεταξύ τους χρησιμοποιώντας ένα σχήμα V ή μια γωνιακή κοπή.
Κόψτε έξι μήκη 2 ιντσών κίτρινου καθαριστικού σωλήνα (για αδενίνη) και έξι τεμάχια 2 ιντσών πράσινου καθαρισμού σωλήνων (για θυμίνη).
Βιδώστε το καθαριστικό κίτρινου σωλήνα μέσα από τα μεγαλύτερα κομμάτια αχύρου και το πράσινο καθαριστικό σωλήνων μέσα από τα μικρότερα κομμάτια αχύρου.
Ζεύγη βάσεων γουανίνης-κυτοσίνης
Ελαφρώς εκτός κέντρου, κόψτε τα υπόλοιπα τέσσερα τμήματα άχυρου μεταξύ τους χρησιμοποιώντας μια κυρτή τομή.
Κόψτε τέσσερα μήκη κόκκινου σωλήνα 2 ιντσών (για γουανίνη) και τέσσερα μήκη 2 ίντσας καθαριστή μπλε σωλήνων (για κυτοσίνη).
Βιδώστε το κόκκινο καθαριστικό σωλήνων μέσα από τα μεγαλύτερα κομμάτια άχυρου και το μπλε καθαριστικό σωλήνων μέσα από τα μικρότερα κομμάτια αχύρου.
Σύνδεση των στύλων: Χρησιμοποιήστε πένσες με βελόνα για να συναρμολογήσετε τους στύλους και το μοντέλο.
Τακτοποιήστε τα άκρα που έχουν κοπεί με γωνία ενός τμήματος αδενίνης και ενός τμήματος άχυρου θυμίνης. Χρησιμοποιήστε πένσες για να δημιουργήσετε ένα άγκιστρο στα άκρα των τμημάτων καθαρισμού σωλήνων. Αγκιστρώστε τα κίτρινα και πράσινα καθαριστικά σωληνώσεων μαζί και κλείστε τα άγκιστρα για να κρατήσετε τα κομμάτια μαζί. Επαναλάβετε για να σχηματίσουν έξι βαθμίδες αδενίνης-θυμίνης.
Ταίριασμα των καμπύλων άκρων ενός τμήματος γουανίνης και ενός τμήματος άχυρου κυτοσίνης. Συνδέστε τα άκρα του καθαριστικού σωλήνα και συνδέστε τα με τα σκαλοπάτια της αδενίνης-θυμίνης. Επαναλάβετε για να σχηματίσουν τα τέσσερα στρώματα γουανίνης-κυτοσίνης.
Συναρμολόγηση του μοντέλου
Αποφασίστε εάν τα λευκά ή τα μαύρα σφαιρίδια πόνι στο σκελετό θα αντιπροσωπεύουν μόρια δεοξυριβόζης. Οι βάσεις θα προσκολληθούν μόνο σε αυτό το χρώμα.
Για αυτό το παράδειγμα, αφήστε το μαύρο σφαιρίδιο να αντιπροσωπεύει δεοξυριβόζη. Συνδέστε το ένα άκρο μιας διαδρομής αδενίνης-θυμίνης ή γουανίνης-κυτοσίνης εισάγοντας το άκρο του καθαριστικού σωλήνα μέσω του καθαριστικού σύρματος ή σωλήνων που συγκρατεί τα σφαιρίδια. Θα πρέπει να έχετε υπερβολικό μήκος καθαρισμού σωλήνων.
Επαναλάβετε τη σύνδεση κάθε στύλου σε μια μαύρη σφαίρα έως ότου όλα τα 10 σκαλοπάτια συνδεθούν σε μια σπονδυλική στήλη. Θυμηθείτε ότι δεν θα προστεθούν όλες οι βάσεις αδενίνης ή γουανίνης στην ίδια πλευρά του μοντέλου.
Συνδέστε το αντίθετο άκρο κάθε στύλου σε μια μαύρη σφαίρα στη δεύτερη σπονδυλική στήλη. Το μοντέλο θα πρέπει τώρα να μοιάζει με σκάλα.
Τοποθετήστε τους στύλους έτσι ώστε να ευθυγραμμιστούν. Σφίξτε τα άκρα των καθαριστικών σωλήνων έτσι ώστε το μοντέλο να είναι σταθερό και κάπως άκαμπτο. Περικοπή των άκρων των καθαριστικών σωλήνων, εάν είναι απαραίτητο.
Κάντε το Twist
Το μόριο του DNA σχηματίζει μια διπλή έλικα. Σηκώστε το μοντέλο και στρέψτε προσεκτικά το μοντέλο σε σπείρα.
Ετικέτα του μοντέλου
Είτε ετικέτα το μοντέλο είτε δημιουργήστε ένα κλειδί για να προσδιορίσετε τα στοιχεία του μοντέλου.