Model cząsteczki DNA - zagadnienia podstawoweModel fragmentu makrocząsteczki DNA (postać B, dostarczany w formie złożonej lecz demontowalnej przez Użytkownika) stwarza szereg okazji do dyskusji wielu problemów natury chemicznej czy stereobiochemicznej. W celu ułatwienia posługiwania się modelem, poniżej przedstawiono wybrane uwagi dotyczące jego budowy. Uwaga: modele DNA wykonywane są wg międzynarodowego kodu kolorów tzn. wodór - biały, tlen - czerwony, azot - niebieski. Na rysunkach 32a i 32b przedstawiono modelowe wyobrażenie schematu asocjacji (według Cricka i Watsona) zasad pirymidynowych (T i C) z zasadami purynowymi (A i G) za pomocą wiązań wodorowych w kwasie deoksyrybonukleinowym (dezoksyrybonukleinowym, DNA). |
|
![]() |
![]() |
Rys. 31a. Model schematu asocjacji komplementarnych zasad organicznych A-T. |
Rys. 31b. Model schematu asocjacji komplementarnych zasad organicznych G-C. |
Wzajemną orientację kolejnych par zasad organicznych w modelu DNA o postaci B przedstawiono na rysunku 31c. Dla lepszego odróżnienia poszczególnych par zasad atomy należące do pary górnej (G-C) połączono wiązaniami w kolorze zielonym, dla pary A-T (dolna para) atomy połączono wiązaniami w kolorze niebieskim. |
|
![]() |
|
Rys. 31c. Wzajemne ułożenie kolejnych par zasad organicznych w modelu B - DNA (widok wzdłuż osi helisy). |
|
Kolejnym podstawowym problemem jest konformacja furanozy w strukturze DNA, Poniżej na rysunku 31d przedstawiono cztery konformacje pierścienia cukru. Poniżej na rysunku 31d przedstawiono cztery izomery konformacyjne pierścienia cukru. |
|
![]() |
|
Rys. 31d. Izomery konformacyjne furanozy. |
|
Poszczególne izomery konformacyjne mają istotne znaczenie w kształtowaniu się postaci DNA i RNA: w postaci A występuje konformer C3' - endo, w postaci B izomer C2' - endo, w postaci C izomer C2' - endo. Na złożonym modelu B-DNA nie trudno zauważyć iż ta właśnie postać konformeru furanozowego strukturalnie "pasuje" aby spiąć łańcuch peptydowy w helisę. W dalszej części zauważmy, że na złożonym modelu możemy bez trudu dostrzec takie elementy budowy DNA jak konformacje guaniny względem pierścienia furanozowego (anti) i związaną z tą konformacją istotną cechę budowy względnej łańcuchów polipeptydowych tj. antyrównoległość. Ponadto model szczególnie łatwo odzwierciedla istotę mechanizmu replikacji. ZakończeniePrzedstawione powyżej przykłady, które stanowią jak wspomniano jedynie podpowiedź "jak korzystać z modeli strukturalnych w nauczaniu chemii", sugerują wielorakie, inne możliwości ich zastosowań. Nie jest możliwe by w krótkim przecież przeglądzie dokonać całkowitego opisu możliwości jakie niesie ze sobą nauczanie z wykorzystaniem modeli. Wiele takich przykładów daje tutaj literatura zarówno krajowa jak i obcojęzyczna. Jak wspomniano, wiele poza tym zależy od inwencji samego nauczyciela. |