DNA:n kaksoiskierre -malli

DNA:n rakennetta voi demonstroida monilla eri keinoilla: tässä on muutamia ehdotuksia miten oppilaat voivat rakentaa oman mallin.

1. Syötävä malli

Välineet:

  • hammastikkuja
  • metrilakua
  • neljää eriväristä karkkia (mieluiten yksivärisiä ja sellaisia jotka on helppo seivästää hammastikkulla)

Oppilaat voivat rakentaa DNA:n kaksoiskierteen niin että metrilaku toimii sokeri-fosfaattirunkona ja kukin karkki edustaa yhtä emästyyppiä. Oppilaiden voi antaa rakentaa joko vapaavalintaisen tai annetun ohjeen mukaisen DNA-ketjun. Noin kymmenellä emäsparilla saa jo aikaan pienen kierteen.

2. Yksityiskohtainen malli

Välineet:

Kartongista tai paksusta paperista leikataan riittävästi erivärisiä rakenneosia:

  • viisikulmiot esittävät sokereita
  • pienet ympärät kuvaavasti fosfaattiosia

Emäksiä on kahdenlaisia erilaisia:

  • suorakulmion muotoiset puriineja: adeniineja ja guaniineja ja
  • neliöt ovat pyrimidiinejä: sytosiineja, urasiileja ja tymineejä.

DNA:n rakentaminen:

Oppilaille annetaan valmis DNA-järjestys, josta heidän on tehtävä malli, joka rakenteeltaan oikeanlainen. Opettaja tarkastaa mallin ja antaa tehtäväksi vielä tuottaa lähetti-RNA:n osasta emäsjärjestystä. Tässä vaiheessa voi keskustella myös siitä kuinka 3′-pää ja 5′-pää eroavat. (3′-pää loppuu sokeriin, kun taas 5′-pää loppuu fosfaattiin.)

Solu: DNA:n eristäminen posken limakalvon soluista

Tarvikkeet:
–          2 lasia
–          kahvikuppi
–          teelusikka
–          ruokasuolaa
–          etanolia, sinolia (tai muuta vastaavaa alkoholia) (pidettävä mahdollisimman kylmässä työn ajan)
–          astianpesuainetta
–          koeputki (tai muu putkimainen astia)
–          (tikku, esim. coctail-tikku)
–          (jääastia, työ onnistuu parhaiten, kun työvaiheet suoritetaan jäissä
Tee näin:
  • Sekoita puoli teelusikallista ruokasuolaa puoleen kahvikupilliseen vettä. Lisää loraus astianpesuainetta. Sekoita varovasti.
  • Purskuttele suussasi noin puoli dl vettä minuutin ajan, jotta posken limakalvosta irtoaisi soluja. Valuta vesi suustasi varovasti tyhjään lasiin.
  • Kaada koeputkeen 2 cm verran soluliuosta ja 1 cm verran suola-pesuaine -liuosta. Kääntele putkea varovasti 3-4 kertaa (vältä vaahdon syntymistä).
  • Kaada liuoksen päälle varovasti (esim. reunoja pitkiin) jääkylmää etanolia liuoksen tilavuutta vastaava määrä. Odota minuutin ajan.
  • Alkoholi nousee vettä kevyempänä pinnalle ja DNA:n pitäisi erottua rihmamaisena alkoholikerroksessa. Voit yrittää kieputtaa DNA:ta varovasti tikun ympärille. Huomaa, että ohuempi tai paksumpi hyytelömäinen massa alkoholin ja muun liuoksen rajapinnassa ei ole DNA:ta.
  • Pohdi miksi soluliuokseen lisättiin suolaa ja astianpesuainetta? Miksi lisättiin jääkylmää etanolia?
Tehtävän taustaa:
DNA on rihmamainen molekyyli, joka on pakattu tiiviiksi kromosomeiksi solun tumaan. Perintötekijät eli geenit sijaitsevat DNA:ssa. Tässä työssä DNA tuli ulos soluista, koska astianpesuaineen tensidit rikkovat rasvoista koostuvan solukalvon ja tumakotelon kalvon. Suolan tehtävänä oli sitoa rikkinäisiä solukalvon osia, proteiineja ja hiilihydraatteja, jotka olisivat voineet tarttua DNA:han. Alkoholia lisättiin, koska kevyt DNA-rihma jää siihen kellumaan. Lisäksi DNA liukenee huonosti alkoholiin, jolloin se tulee näkyviin rihmamaisena rakenteena. Alkoholin alhainen lämpötila heikentää liukenemista vielä lisää. Tässä eristetty DNA ei ole puhdasta, vaan se sisältää yhä mm. siihen liittyneitä proteiineja. Jos DNA:ta eristettäisiin jatkotutkimuksia varten, käytettäisiin tarkempia menetelmiä.

DNA:ta voi eristää helposti myös kiivistä, tomaatista, kateenkorvasta tai muista raaka-aineista. Toisten raaka-aineiden soluista DNA saadaan kuitenkin paremmin näkyviin kuin toisten.