NộI Dung
- Cấu trúc cơ bản của DNA
- Mô hình trường trung học: Vật phẩm tái chế
- Mô hình trường trung học: đào sâu hơn vào DNA
Axit deoxyribonucleic, hay DNA, được phát hiện vào năm 1953 bởi James Watson, Francis Crick và Rosalind Franklin. Phân tử này được coi là cơ sở cơ bản cho sự sống, vì nó chứa thông tin để xây dựng protein và cấu trúc cần thiết trong tất cả các sinh vật. DNA của mỗi con người là duy nhất về trình tự của hàng ngàn cặp bazơ nitơ riêng lẻ của nó, giống như mọi cuốn sách đều chứa các từ nhưng không có hai cuốn sách nào chứa cùng một câu hoặc cùng một thứ tự các từ.Nhưng tất cả các DNA có dạng cấu trúc đơn giản, một chuỗi xoắn kép, bao gồm một loạt các nhóm phốt phát lặp lại, đường năm carbon và các bazơ nitơ, được biểu diễn dưới dạng sơ đồ là A, C, G và T.
Các mô hình DNA có thể được xây dựng từ nhiều loại vật phẩm có sẵn hàng ngày. Những mô hình như vậy đóng vai trò là công cụ có giá trị để truyền đạt những điều cốt yếu của công trình tự nhiên tao nhã này.
Cấu trúc cơ bản của DNA
Một chuỗi xoắn kép có thể được hình thành như một cái thang rất dài, linh hoạt, với các cạnh của thang được xoắn theo hai hướng ngược nhau từ hai đầu, với kết quả là hình xoắn ốc. "Nấc thang" là liên kết hydro giữa các cặp bazơ liền kề, với liên kết A (adenine) chỉ liên kết với T (thymine) và C (cytosine) chỉ liên kết với G (guanine). Mỗi bazơ liên kết với một đường năm carbon (S) đối diện với liên kết hydro của nó và các loại đường này liên kết với nhau dọc theo các cạnh của "bậc thang" thông qua một nhóm phốt phát (P) giữa chúng.
Mức độ xoắn là quan trọng để hình dung cho các mục đích tạo ra các mô hình của phân tử DNA. Chuỗi xoắn kép làm cho một "xoắn" hoàn chỉnh khoảng năm đến sáu cặp cơ sở. Nhưng bất kỳ mô hình chính xác nào cũng chỉ cần có các yếu tố cần thiết: đường, phốt phát và bazơ đều phải ở vị trí thích hợp đối với nhau.
Mô hình trường trung học: Vật phẩm tái chế
Một tinh thần bảo tồn môi trường có thể xuất hiện trong việc xây dựng các mô hình DNA. Sau khi tham khảo sơ đồ mô tả chi tiết cấu trúc cơ bản của phân tử, hãy xem xét có bao nhiêu loại đối tượng duy nhất khác nhau cần thiết để thể hiện chiều dài của DNA. (Câu trả lời là sáu: mỗi câu cho A, C, G, T, S và P.) Làm việc một mình hoặc theo nhóm, đưa ra danh sách các vật phẩm trong thùng hoặc nhà tái chế có thể khớp với nhau để tạo ra một mô hình các phân tử.
Các mục được chọn phải có kích thước tương tự và không quá lớn để tạo ra một mô hình chính xác. Ví dụ, một loại soda khác nhau cho mỗi trong bốn cơ sở có thể được kết hợp với việc sử dụng các phần của hộp trứng cho đường và que popsicle cho các nhóm phốt phát.
Mô hình trường trung học: đào sâu hơn vào DNA
Khi tạo ra các mô hình DNA phức tạp hơn, một thách thức là giải thích tại sao A có thể ghép với và chỉ với T và tương tự cho C và G. (Câu trả lời là ở mức độ hình thành ba chiều của chúng trong không gian, A có xu hướng phù hợp với T theo cách của các mảnh ghép hình.) Một mô hình đất sét với dây linh hoạt tạo thành cột sống của "nấc thang" và "các cạnh" là một cách lý tưởng để thể hiện điều này. Sử dụng màu sắc khác nhau của đất sét cho bốn loại cơ sở, và đưa ra các hình dạng hợp lý khác nhau cho mỗi loại; họ chỉ cần nhất quán và đáp ứng các tiêu chí "mảnh ghép phù hợp".
Đối với tín dụng bổ sung, hình thành các giả thuyết về lý do DNA xoắn chính nó thành một chuỗi xoắn kép thay vì duy trì trong hình dạng bậc thang cơ bản. (Trả lời: các điện tích dương và âm trên các phân tử khác nhau thu hút và đẩy nhau theo cách như vậy để đảm bảo rằng chuỗi xoắn kép là cách duy nhất để phân tử tồn tại ở dạng ổn định.)