Как сделать днк: Где сделать тест ДНК на отцовство и материнство
Coцсети: Интернет и СМИ: Lenta.ru
Пользователь Reddit с ником throwaway11212021 рассказал, что решил сделать ДНК-тест на отцовство после того, как услышал шутку жены об их общем сыне. Как отметил мужчина, слова супруги сильно расстроили его.
Автор поста заявил, что женился около года назад. Вместе с супругой они воспитывают сына. «Наши отношения с супругой всегда были гладкими. У меня никогда не было подозрений насчет ее неверности. Наш ребенок здоров и счастлив. У нас все хорошо. Нам очень повезло, что у нас нет никаких поводов для стрессов и тревог», — поделился он.
Однако недавно ситуация изменилась. Во время похода в магазин жена попросила его не покупать один продукт, так как, по ее словам, тот содержит бисфенол — химическое вещество, которое якобы негативно влияет на фертильность. В ответ мужчина сказал, что у него нет проблем с фертильностью, так как у него есть ребенок, хотя и он употребляет этот продукт регулярно. Тогда супруга пошутила, что ребенок на самом деле может быть не от него.
«Мне понадобилось время, чтобы понять, что она сказала, и когда это произошло, то я сильно расстроился. Я попросил ее не шутить на эту тему и поинтересовался, почему она решила сказать нечто подобное. После этого я перестал с ней разговаривать. Когда мы вышли из магазина и сели в машину, то я решил немедленно сделать ДНК-тест на отцовство», — вспомнил рассказчик. Сначала его жена была против, но в итоге согласилась.
По словам мужчины, он верит жене и считает ее замечательным человеком и отличной матерью. До ее шутки он никогда не задумывался, что его сын может быть неродным. Автор поста спросил у пользователей, как они оценивают его решение сделать тест. Некоторые пользователи посоветовали ему не относиться к таким шуткам слишком серьезно. «Мы с мужем постоянно шутим об этом, когда ребенок делает что-то странное», — призналась комментаторша.
Ранее другой пользователь Reddit рассказал, как жена нашла его тайный аккаунт в социальной сети. Женщина разочаровалась в своем партнере из-за его публикаций и комментариев на платформе. В результате супруги оказались на грани развода.
Возможно ли установить родство с умершим человеком
Установление родства с умершим человеком через других родственников
Одним из оптимальных вариантов установления родства с умершим родственником — через других родственников. Например: Родители погибли в автокатастрофе. Остался несовершеннолетний ребенок. Ближайший родственник — это брат погибшего биологического отца ребенка. Для усыновления этого ребенка, необходимо доказать кровную родственную связь. ДНК тест на родство по мужской линии для дяди и племянника — будет самым оптимальным выходом в сложившейся ситуации. При установлении близкого родства рассчитывается “индекс родства”. Эта величина в %ах показывает вероятность того, что участники теста являются биологическими (кровными) родственниками. ДНК тесты на установление родства через близких родственников подойдет также в наследственных спорах. В случае, если вы не являетесь законным наследником, но хотите заявить свои права на наследство и доказать родственную связь с умершим, вам необходимо ходатайствовать в судебные инстанции.
Установление родства с умершим человеком при отсутствии родственников и документов
Предположим, что умер родственник, и кроме вас у него никого не осталось. Похороны легли на ваши плечи, но и необходимо вступить в наследство. Все документы о родстве были утеряны. В данном случае вам главное действовать быстро и в рамках закона. Необходимо ходатайствовать в суд об установлении родства и вступлении в наследство. Установление родства посмертно возможно. Для этого вам необходимо разрешение суда. Биологическим материалом от умершего, для проведения судебной генетической экспертизы, в данном случае будет кровь (которую хранят в морге), ногтевые пластины или парафиновые блоки. К эксгумации суд прибегает только в крайних случаях. Обратите внимание, что такой биологический материал будет считаться нестандартным. Стоимость судебной генетической экспертизы будет выше.
Установление родства с умершим человеком через его старые личные вещи
Вы можете наблюдать в различных ток-шоу, как для установления родства с известными личностями используют личные вещи умерших, с целью выделения ДНК из этих вещей. Возможно ли это? В целом да, возможно. Однако надо понимать, что существенно возрастает риск вообще не выделить ДНК умершего. Т.к. на деградацию ДНК могут повлиять много факторов:
— где хранилась эта вещь, при каких условиях: температура, влажность;
— кто еще носил эту вещь или пользовался ею;
— как часто пользовался этой вещью умерший;
— как давно умерший пользовался этой вещью.
А также достоверность информации о том, что данная вещь принадлежит умершему, тоже не всегда можно проверить. Поэтому данный путь установления родства не самый простой и достоверный.
Раздел с подробной информацией и анализами на установления родства доступен по ссылке
Причины сделать ДНК-тест на отцовство
Многие не уверены в своем родстве. Жизнь не всегда простая и понятная. Часто она сопряжена с различными интригами, спорными ситуациями, бытовыми проблемами и сложностями. При этом рано или поздно каждый человек хочет знать правду. Именно поэтому он обращает внимание на тест ДНК. С процедурой в деталях ознакомит ссылка dnk-otcovstvo.ru/.
ДНК-тесты сегодня стали доступны широким массам. Они открывают доступ к точной и проверенной информации. Последняя может кардинально изменить жизнь и восприятие реальности, а также стать причиной перемен, но оно того стоит. Давайте выделим перечень ключевых причин, которые могут замотивировать пройти тест ДНК на отцовство. Он следующий:
Установление отцовства при беременности. Некоторые мужчины не хотят нести бремя ответственности еще на старте отношений, если не уверены в своей избраннице. Проверить правдивость слов второй половинки сегодня более чем реально, причем до того, как ребенок родится;
Поиск родственников. Часто люди теряют свои корни. Это может происходить по разным причинам. Тест ДНК помогает восстановить родственные связи и с высокой вероятностью сказать, «кто есть кто». Для многих важно найти близких. Это про уверенность в будущем и новые возможности;
Судебные разбирательства. Иногда установить отцовство требуется в рамках судебного разбирательства. Чаще всего речь идет о делах про наследства. Однако причина не исключительная. Может присутствовать и ряд других. К примеру, после развода мужчина не желает платить алименты, поскольку не уверен в том, что ребенок действительно является его.
Точность теста максимальная. В этом случае никаких сомнений не останется. Результат можно будет увидеть за 10-15 дней. Современное оборудование вполне это позволяет. Тест ДНК на отцовство поможет начать новую жизнь, без сомнений и дополнительных вопросов. Услуга доступна для широких масс, поэтому нет никакого смысла отказываться от правды.
При помощи теста ДНК также можно определить этническое происхождение, больше узнать о потенциальных проблемах со здоровьем и возможных рисках, проверить иммунитет и не только.
Имеются противопоказания, необходима консультация специалиста.
На правах рекламы
Анализ ДНК в Хабаровске | ДНК Хабаровск
ДНК Хабаровск
Поводов сделать тест ДНК может быть множество. В основе диагностики лежит считывание информации, наследуемой и передаваемой хромосомами, геномом и другими молекулярными носителями. Как показывает практика, наиболее популярной причиной проведения такой экспертизы является желание подтвердить или опровергнуть факт кровного родства, зачастую именно отцовства. Тем не менее, бывают и более нестандартные жизненные ситуации, ведущие к сомнениям или спорам, разрешить которые могут только генетические исследования.
Медицинский центр «МиРиТ» является представителем лаборатории:»Инто-Стил».
Для генетических исследований в лаборатории используется новейшее оборудование и самые передовые научные технологии. У специалистов центра есть все необходимые сертификаты, подтверждающие их квалификацию. Поэтому наш центр гарантирует внимательность и точность при проведении исследования ДНК на отцовство. Мы также обеспечиваем каждому обратившемуся в центр защиту персональных данных.
Специалисты медицинского центра внимательно относятся к каждому пациенту и делают все, чтобы ему было комфортно. Для проведения анализа ДНК в Хабаровске чаще всего используется мазок ватной палочкой с внутренней стороны щеки (буккальный эпителий). Это наиболее удобный способ забора материала, как для детей, так и для взрослых.
Результаты анализа ДНК – это неопровержимое доказательство родства в суде
В некоторых случаях клиентам необходимо получить документально зафиксированное заключение о результатах анализа. Мы предоставляем такие заключения по запросу суда, они могут использоваться как доказательства, и имеют юридическую силу. Обращаем Ваше внимание, что в данном случае забор анализов производится ТОЛЬКО В МЕДИЦИНСКОМ ЦЕНТРЕ у всех участников экспертизы.
Обратившись к нам, Вы сможете пройти исследование и получить его результаты даже в сжатые сроки по самым выгодным ценам. Квалифицированный персонал центра обеспечит правильный забор биологических материалов и их надлежащее хранение для гарантии высокой точности результатов анализа.
Анализ ДНК в Хабаровске можно сделать в медицинском центре «МиРиТ». Запись по телефону 91-23-23
Генетическое установление отцовства/материнства (2 участника: ребенок и предполагаемый родитель)
ДНК-тест на отцовство/материнство позволяет установить, является ли мужчина/женщина биологическим отцом/матерью конкретного ребенка или нет.
Типирование полиморфных STR-локусов хромосомной ДНК проводят с помощью полимеразной цепной реакции с использованием энзиматической амплификации 25-локусной панели VeriFiler™ Express PCR Amplification Kit (ThermoFisher Scientific, США), руководствуясь методическими указаниями №98/253 «Использование индивидуализирующих систем на основе полиморфизма длины амплифицированных фрагментов (ПДАФ) ДНК в судебно-медицинской экспертизе идентификации личности и установления родства» (утверждены Минздравом РФ 19.

Выявленные аллели исследованных локусов обозначаются в соответствии со стандартной международной номенклатурой, что позволяет при необходимости проводить межлабораторные сравнения полученных результатов.
Использование образца биологической матери (родство которой не оспаривается) значительно повышает точность анализа.
Возможны два варианта результата анализа: (1) «исключение отцовства/материнства» и (2) «неисключение отцовства/материнства». Вероятность при «неисключении отцовства/материнства» 99,9999 % и выше (точность 100 % при неисключении отцовства/материнства теоретически недостижима). При наличии совпадающих аллелей по всем исследованным локусам у ребенка и предполагаемого отца делается вывод о возможности получения ребенком наследственного материала от обследуемого: «неисключение» отцовства/материнства.

* 2 участника: ребенок и предполагаемый родитель.
Метод исследования
ПДАФ-анализ STR-локусов ДНК.
Что такое генетическое установление отцовства/материнства?
Установление отцовства/материнства означает доказательство генетическими методами того, что предполагаемый отец ребенка приходится ему биологическим отцом.
Сравнение генетических STR-профилей (STR — Short Tandem Repeats) на основе генотипирования по 16 локусам с использованием наборов AmpFSTR® Profiler Plus® PCR Amplification Kit и GORDIZ CoDIS-18 на автоматическом секвенаторе GE Healthcare Life Sciences MegaBACE 1000. Проводится дополнительное подтверждающее исследование до 20 локусов при полученной недостаточной вероятности. Метод соответствует требованиям, установленным в судебно-медицинской экспертизе. Возможны юридически доказательное или анонимное исследования. Гарантированная вероятность при подтверждении родства: не менее 99,75 %.
Какой материал используется для генетического тестирования?
В качестве материала для проведения анализа можно использовать кровь и соскоб буккального эпителия (клетки слизистой с внутренней стороны щеки). Также можно использовать волос с волосяной луковицей или даже сухое пятно крови, что позволит провести анализ, не подвергая ребенка медицинским манипуляциям. Из собранных биологических образцов выделяется ДНК и исследуется с помощью метода ПЦР (полимеразная цепная реакция). Срок исполнения до 10 суток. Есть возможность провести анализ анонимно.
Тестирование может проводиться в любом возрасте.
Правила наследования генетической информации
- Ребенок наследует по 2 аллели каждого аутосомного маркера (один от матери, второй от отца)
- Митохондриальная ДНК наследуется ребенком от матери
- Ребенок мужского пола наследует отцовский гаплотип по Y-хромосоме
В момент зачатия ребенка происходит слияние яйцеклетки матери и сперматозоида биологического отца, содержащих гаплоидные наборы хромосом (по 23 хромосомы). После оплодотворения эти два гаплоидных набора хромосом формируют диплоидный набор хромосом ребенка (23 пары хромосом). Из них 22 пары аутосом (одинаковых у мужского и женского организма) и две половые хромосомы (Х-хромосома наследуется от матери, а от отца наследуется либо Х-хромосома, либо Y-хромосома). Таким образом, половину генетического материала ребенок получает от матери и другую половину от биологического отца.
Что такое генетическое тестирование?
ДНК-анализ подразумевает непосредственное изучение генетического материала, который ребенок наследует от своих биологических родителей, исходя из теории наследственности Менделя.
Каждая хромосома состоит из ДНК, представляющей собой уникальную для каждого человека последовательность нуклеотидов – генетический код. В последовательности ДНК имеется множество высокополиморфных участков (локусов) – коротких тандемных повторов (short tandem repeat, STR). Это повторы двух или более пар непосредственно примыкающих друг к другу нуклеотидов. Длина короткого тандемного повтора обычно составляет от 2 до 10 пар оснований (например, (CATG)n), и количество повторов в локусе очень индивидуально. Для установления родства используется исследование количества STR-повторов в локусе. Выявленные варианты (аллели) сравниваются, и таким образом можно определить, что одна аллель досталась ребенку от матери, а вторая от отца. Если аллель ребенка не совпадает ни с одной из двух аллелей отца, биологическое отцовство полностью исключается. Также учитывается вероятность различия аллелей из-за произошедшей мутации (для STR-локусов вероятность ее возникновения составляет от 0,1 до 0,4 %).
Пример анализа по одному STR-локусу. 1. Совпадения размеров локусов у ребенка и предполагаемого отца. 2. Отсутствие совпадения по исследуемому локусу у ребенка и предполагаемого отца.
Современные методы исследования ДНК позволяют установить родство, анализируя STR-последовательности ядерной ДНК и половых хромосом, а также последовательность нуклеотидов в митохондриальной ДНК (для установления родства по женской линии).
Насколько точен генетический тест?
В геноме ребенка могут присутствовать только такие аллели полиморфных локусов, которые обнаруживаются у матери и биологического отца. Поэтому если у ребенка и отца обнаруживается совпадение как минимум по одному аллелю в каждом исследуемом локусе, можно с вероятностью 99,75-99,99 % подтвердить отцовство. Для достижения такой точности исследуется от 16 до 20 различных локусов. При ответе «не является биологическим отцом» точность теста 100 %.
При анализе трех образцов (мать, ребенок, предполагаемый отец) гарантируется минимальное значение вероятности отцовства 99,9 %. В отсутствие матери (исследуются только образцы отца и ребенка) минимальное гарантированное значение несколько меньше – 99,75 %. То есть ошибка возможна лишь в одном случае из 10 000. Отрицательный ответ точен на 100 %.
Если вы хотите создать ген с нуля
Согласно New York Times, синтетическая биология создает ДНК из воздуха. В недавней статье о синтетической биологии и потребительских товарах синтез ДНК описывается как процесс, при котором «ДНК создается на компьютерах и встраивается в организмы». Компьютеры очень круты и действительно полезны в лабораториях синтетической биологии, но требуется гораздо больше, чем компьютер, чтобы превратить текстовый файл, полный букв А, Т, С и Г, в ДНК.
Я не хочу просто придираться к научным журналистам, потому что в синтетической биологии свирепствуют чрезмерные аналогии с компьютерами и другими «футуристическими» устройствами, скрывающими реалии инженерной биологии языком битов и схем.В 2010 году Крейг Вентер объявил, что его исследовательская группа секвенировала и повторно синтезировала геном небольшой бактерии, создав то, что он назвал «первым самовоспроизводящимся видом на планете, родителем которого является компьютер». Позже Вентер объявил, что синтез ДНК похож на «3D-печать» организмов, и что они работают над «факсом», чтобы скопировать жизнь на Марсе.
Эти аналогии делают переключение между живым организмом и файлами последовательности ДНК таким же простым, как нажатие кнопки «печать».«Иногда это на самом деле описывается именно так — в Grist Натаниэль Джонсон говорит, что синтетическая биология — это создание генов с нуля: «вы вводите ДНК, которую хотите, распечатываете ее и встраиваете в дрожжи». Для обычного работника лаборатории заказ нестандартных последовательностей ДНК в компании, занимающейся синтезом, превратился в рутинную задачу: мы вводим последовательности в онлайн-форму и через несколько дней получаем ДНК по почте. происходит между нажатием кнопки «заказать сейчас» и получением ДНК по почте? Откуда берется ДНК?Теперь, чтобы обновить мои привязки Emacs! pic.twitter.com/IdubFDLCN9
Если вы хотите создать последовательность ДНК «с нуля», вам, вероятно, не удастся заставить белок свернуться. Очень немногие исследователи, попадающие под эгиду синтетической биологии, на самом деле работают над созданием генов полностью «с нуля» или, как сказали бы ученые, «de novo», не основываясь ни на каких существующих генах, обнаруженных в других организмах. Для пептида из 100 аминокислот существует больше возможных последовательностей, чем атомов в наблюдаемой вселенной.Из этих возможных последовательностей только крошечная часть сможет свернуться в трехмерную белковую форму, и из них очень маленькая часть будет выполнять биологическую функцию. За последние два десятилетия ученые идентифицировали «несколько» последовательностей de novo, используя комбинацию вычислительных методов для предсказания мелкомасштабного фолдинга белков и комбинаторной химии для выбора пептидов с какой-либо функцией.
Большинство синтетических биологов не проектируют генные последовательности таким образом; эта область была основана на идее, что мы вообще не должны создавать новые проекты генной инженерии с нуля.Вместо этого синтетические биологи хотят построить новые связи между генами из библиотеки существующих генов, которые были секвенированы и охарактеризованы другими биологами и инженерами. Биологи-синтетики смешивают и сопоставляют гены разных организмов или изменяют части генов, чтобы изменить способ экспрессии белков или их функционирование в живой клетке. Это сочетание последовательностей ДНК может быть создано с использованием «традиционных» инструментов генной инженерии путем вырезания и склеивания ДНК с использованием ферментов или передано на аутсорсинг компании по синтезу, которая будет использовать химию для создания молекулы ДНК.
Если вы хотите создать молекулу ДНК с нуля, вы должны сначала создать несколько атомов. ДНК представляет собой органическую химическую молекулу, состоящую из атомов углерода, водорода, азота, кислорода и фосфора. Как и многие другие органические молекулы, образующиеся внутри живых клеток, ДНК также можно синтезировать в пробирках с помощью инструментов органической химии. В большинстве описаний технологии синтеза ДНК мы слышим, что последовательности ДНК могут быть получены путем простого сложения А, Т, Ц и Г — «оснований», образующих ступени скрученной ДНК-лестницы.Но откуда берутся эти базы? Какова цепочка поставок для производства ДНК?
Автоматизированный химический синтез ДНК начинается с оснований ДНК, которые были химически модифицированы для защиты высокореактивных частей молекулы от связывания друг с другом и создания нежелательных побочных продуктов. Эти основания и их защитные группы состоят из комбинации других молекул, каждая из которых имеет свою собственную серию химических реакций, исходное сырье и экономику цепочки поставок. Например, «основная» часть аденина («А») и гуанина («Г») представляет собой пуриновое кольцо, которое химически синтезируют путем нагревания формамида при 160-200°С.Формамид получают в результате реакции монооксида углерода и аммиака. Аммиак получают нагреванием азота из воздуха до высоких температур под высоким давлением и смешиванием его с водородом, который получают при сжигании природного газа, который добывают из подземных запасов путем раскалывания горных пород жидкостями под высоким давлением.
В синтетической биологии физическая реальность ДНК как химического вещества аналогична транзисторам, из которых состоят компьютерные чипы, их необработанная последовательность оснований составляет «код сборки».«Это слои, о которых большинству программистов не нужно думать, когда они проектируют программное обеспечение, точно так же, как большинство синтетических биологов не обязательно думают о том, как создается ДНК, когда они проектируют метаболические пути. Но эта абстракция в инженерной иерархии не имеет значения. Это означает, что нижние уровни не важны или происходят как-то сами по себе, и уж точно не «с нуля». зная, откуда берутся химические вещества в наших потребительских товарах, кто и как их производит.Эти статьи начинают освещать для широкой общественности, как процессы синтетической биологии становятся частью чрезвычайно сложной глобальной цепочки поставок химикатов. В то время как мы раскрываем растущую роль синтетической биологии в промышленности, давайте не будем определять область с помощью языка, который скрывает, как создается сама синтетическая биология.
Как сделать двойную спираль ДНК из желейных малышей и лакрицы | Генетика
Шестьдесят лет назад в журнале Nature была опубликована одностраничная статья, содержащая одинокую фигуру из двух переплетенных лент.Это изображение или его варианты теперь настолько знакомы, что, вероятно, являются наиболее узнаваемой химической структурой. В статье, разумеется, описывалась двойная спираль дезоксирибонуклеиновой кислоты или ДНК.
К 1953 году уже было известно, что ДНК несет генетическую информацию и что ее содержат все организмы. В конце концов, извлечь ДНК несложно (попробуйте сами, воспользовавшись рецептом в конце этой статьи). Неизвестной была трехмерная структура молекулы и, следовательно, то, как ей удалось удержать всю эту генетическую информацию.
Решение головоломки было самой большой наградой молекулярной биологии того времени, и великий Лайнус Полинг (лауреат двух Нобелевских премий, одной по химии, а другой по миру) уже опубликовал структуру ранее, в 1953 году. упустил из виду довольно фундаментальную химию и придумал совершенно невозможную структуру.
Фото 51: Изображение рентгеновской дифракции, которое привело к открытию двойной спирали ДНК. Фотография: Королевский колледж Лондона,Тем временем Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик основывали свою работу на рентгеновском дифракционном снимке, сделанном Розалиндой Франклин и Рэймондом Гослингом, известном как фотография 51.
Изображение Франклина и Гослинга представляет собой пятнистый крест, из которого трудно понять, как рассчитывалась структура ДНК. Но для Франклина и компании это кричало «спираль».
Весенняя дифракционная картина
Этот скачок от пятнистого креста к спирали может показаться натянутым, но на самом деле его легко продемонстрировать. Все, что вам нужно, это лазерная указка и пружинка от выдвижной шариковой ручки.
В затемненной комнате направьте луч лазера через источник на стену на расстоянии около 3 метров.Вы должны увидеть крестообразную форму, которая поразительно похожа на фото 51. Крест является результатом того, как лазерный луч дифрагирует на пружине, и с помощью нескольких простых уравнений вы можете определить форму пружины из изображения на стена.
Дифракционная картина, созданная путем прохождения лазерного луча через пружину выдвижной шариковой ручки. Фотография: Марк ЛорчНа фотографии 51 также содержится вся информация, необходимая Уотсону и Крику для создания их знаменитой модели ДНК (если у вас есть возможность, сходите и посмотрите ее в лондонском Музее науки).
На мой взгляд, причина, по которой молекула ДНК является такой узнаваемой, заключается в ее прекрасной простоте, что также означает, что легко создавать модели из подручных материалов, как это делали Уотсон и Крик. На самом деле, вы можете сделать сносные модели ДНК из бумаги, K’nex или Lego, но мои любимые материалы для молекулярного моделирования можно купить в любом кондитерском магазине.
Итак, вот как сделать желейное детское и лакричное ДНК.
Фотография: Марк ЛорхВам понадобится:
Две длинные гибкие конфеты, например лакричные ленты.
Несколько горстей мягких ярко окрашенных конфет, таких как мармеладки или зефир.
Палочки для коктейлей.
Фотография: Марк Лорх1) Рассортируйте конфеты по цветам. Оставьте четыре группы, остальные съешьте.
2) Соедините конфеты так, чтобы один определенный цвет всегда сочетался с другим определенным цветом, например, красный с зеленым и желтый с фиолетовым.
Фотография: Марк Лорх3) Наклейте пары на палочки для коктейлей, как если бы вы готовили леденцы.
Фотография: Марк Лорх 4) Прикрепите кебабы к длинным конфетам.Продолжайте делать это, пока у вас не получится что-то похожее на лестницу.
5) Поднимите свою лестницу и покрутите ее.
Фотография: Марк ЛорхЭй, вуаля, модель ДНК из сладостей! Парные цветные конфеты представляют собой пары оснований, которые содержат всю генетическую информацию, а лакрица — это сахарно-фосфатный остов ДНК.
, извлечение ДНК от киви, которые вам понадобится:
Очищенный киви Фрукты
Blender
Хирургический Дух (или водка)
Смайляторная жидкость
Настольная соль
80003
Стекло стакан
Фотография: Марк Лорх1) Охладите хирургический спирт, оставив его в морозильной камере на ночь.
2) Смешайте или разомните киви.
3) Добавьте одну чайную ложку соли и одну чайную ложку жидкости для мытья посуды в 100 мл горячей воды (подойдет из-под крана). Аккуратно перемешайте, затем добавьте к измельченному киви.
Извлечение ДНК из киви. Фотография: Mark Lorch4) Оставьте на 15 минут.
5) Процедите смесь киви через сито, чтобы удалить мякоть и семена.
6) Аккуратно добавьте около 20 мл холодного хирургического спирта.
Фотография: Марк ЛорхХирургический спирт должен находиться поверх смеси киви, и в этом верхнем слое образуется какое-то белое мутное вещество.Это белое вещество и есть ДНК.
Смесь, соль и жидкость для мытья посуды разрушают растительные клетки, высвобождая ДНК. Он растворяется в воде, но не в хирургическом спирте (который в основном представляет собой спирт), поэтому, когда вы наливаете его на смесь, ДНК выпадает из раствора в осадок.
Марк Лорч — химик из Халлского университета. Он ведет блог «Попробуй это дома» и пишет в Твиттере как @sci_ents
. |
МОДЕЛИ ДНК
ДЮЭ : На этой неделе вы создадите трехмерную модель ДНК из
бытовой хлам.Убедитесь, что вы включили
сахарофосфатного остова и азотистых оснований. Эти прекрасные произведения искусства и науки будут висеть в комнату на неопределенный срок, так что гордитесь тем, что вы делаете, и возьмите время, необходимое для создания красивой модели. В назначенный день вы должны будете встать перед классом и объясните свою модель. ВАШ КЛАСС: Образцовый (100%)
Улучшенный (90%)
Превышает (85%)
Соответствует (80%)
Подходы (75%)
Требуется улучшение (50%) Отсутствует более одного из вышеперечисленных Рекомендуемые материалы : сухие макароны, бечевка, трубка чистящие средства, проволочные плечики, бисер, клей ПВА, картон, пенопластовые орешки, зубочистки. ![]() Материалы, которых следует избегать: все, что может плесень, гниль, таяние и т. д., такие как зефир или леденцы. Нажмите здесь подробнее о структуре Если вы сможете найти его, обязательно покажите своим ученикам «The Гонка по двойной спирали» с Джеффом Голдблюмом в главной роли. |
Как построить модель ДНК | Научный проект
- Перечислите сходство цепочки ДНК с лестницей.
- Что такое мутации?
- Чем они вызваны?
ДНК — очень сложное вещество. Он содержит всю информацию, необходимую для формирования всего нашего тела, включая цвет глаз, цвет волос, пол и многое другое. Вы сможете создать свою собственную цепочку ДНК.
- Черная, красная, синяя, желтая и зеленая плотная бумага
- Лента
- Ножницы
- Белый мелок или цветной карандаш
- Вырежьте выкройки для модели.
Инструкции см. на изображении:
- Вырежьте две черные полоски длиной около 21 дюйма. Вырежьте 10 кусочков размером один дюйм для C, G, A. и T. Они должны соответствовать кусочкам пазла. G подходит для C и A подходит для T.
- Лента C, соединенная с G, и лента A, соединенная с T. Их также можно приклеить.
- Поместите одну черную полосу выше другой.
- Прикрепите свои «гены» (CG и AT) к черным полоскам. Равномерно разместите их.
- Теперь возьмите белый мелок/цветной карандаш и нарисуйте связи фосфора следующим образом:
(Связи фосфора показаны белыми кружками и линиями)
- Модель ДНК должна выглядеть как лестница, одна ножка которой ниже/выше другой.
- Попробуйте скрутить его, чтобы увидеть, получится ли у вас двойная спираль.
Термины/понятия: Двойная спираль; аденин; тимин; цитозин; гуанин; гены; хромосомы; Мутации
Каталожные номера:
Отказ от ответственности и меры предосторожности
Education. com предоставляет идеи проекта научной ярмарки для ознакомления
только цели. Education.com не дает никаких гарантий или заявлений
относительно идей проекта научной ярмарки и не несет ответственности за
любые убытки или ущерб, прямо или косвенно вызванные использованием вами таких
Информация.Получая доступ к идеям проекта научной ярмарки, вы отказываетесь и
отказаться от любых претензий к Education.com, возникающих в связи с этим. Кроме того, ваш
доступ к веб-сайту Education.com и проектным идеям научной ярмарки покрывается
Политика конфиденциальности Education.com и Условия использования сайта, включая ограничения
об ответственности Education.com.
Настоящим предупреждаем, что не все проектные идеи подходят для всех
отдельных лиц или во всех обстоятельствах. Реализация любой идеи научного проекта
следует проводить только в соответствующих условиях и с соответствующими родителями.
или другой надзор.Чтение и соблюдение мер предосторожности всех
материалы, используемые в проекте, является исключительной ответственностью каждого человека. Для
дополнительную информацию см. в справочнике по научной безопасности вашего штата.
Сборка ДНК — Деятельность — TeachEngineering
(4 рейтинга)Быстрый просмотр
Уровень: 6 (5-7)
Необходимое время: 45 минут
Расходные материалы Стоимость/группа: 2 доллара США.00
Размер группы: 2
Зависимость от действия: Нет
предметных областей: Биология, науки о жизни, наука и техника
Ожидаемые характеристики NGSS:
Поделиться:
Почему важно понимать гены и последовательности пар оснований? Вы когда-нибудь слышали о дальтонизме, синдроме Дауна, муковисцидозе или гемофилии? Ну, биомедицинские инженеры работают с другими в научной и медицинской областях, чтобы помочь улучшить здравоохранение и качество жизни. Они изучают ДНК, чтобы помочь нам понять подобные генетические нарушения. По мере того как инженеры разрабатывают технологии для распознавания определенных мутаций ДНК и их локализации, они работают с генетиками над диагностикой, лечением и профилактикой этих нарушений.
Генные инженеры изучают гены и ДНК, чтобы понять такие вещи, как репликация ДНК, клонирование и генетически модифицированные организмы, такие как продукты питания и сельскохозяйственные культуры. Генные инженеры помогли нам усовершенствовать наши технологии выращивания сельскохозяйственных культур и создать синтетический (искусственный) инсулин для людей с диабетом.
также может идентифицировать людей — даже лучше, чем отпечатки пальцев. ДНК содержится во всех наших клетках: волосах, зубах, костях, крови и слюне. Мы можем оставить свою ДНК позади, когда пьем из чашки, пользуемся зубной щеткой, сбрасываем волосы или режем себя чем-то острым.Из-за этого ДНК используется для «дактилоскопии ДНК» — или описания уникального рецепта ДНК для человека. Даже 0,01% разницы достаточно, чтобы отличить одного человека от другого, когда дело доходит до сбора улик с места преступления.
Использование ДНК в расследовании преступлений имеет свои ограничения. Вероятность лабораторной ошибки или загрязнения — ошибок, допущенных при сборе и анализе образцов ДНК, — необходимо учитывать в результатах. Всегда лучше рассматривать ДНК-дактилоскопию вместе с другими доказательствами.Инженеры-биомедики создают инструменты, оборудование и процессы для точного сбора и изучения доказательств ДНК для преступлений и дел об отцовстве. Они всегда работают над тем, чтобы лабораторных ошибок было меньше, а машины для определения последовательностей генов были более точными.
Сегодня мы будем практиковаться в определении фенотипов (физических характеристик) людей по их ДНК. Мы будем работать вместе, чтобы создавать модели ДНК человека и обмениваться ими друг с другом для расшифровки. Подобно инженерам-биомедикам, давайте разобьем последовательности генов ДНК на отдельные признаки, чтобы описать людей, которым принадлежит эта ДНК.
Процедура
Фон
Напомните учащимся, что ДНК состоит из четырех нуклеотидных оснований: аденина (А), тимина (Т), гуанина (G) и цитозина (С). Эти четыре основания сочетаются друг с другом очень специфическим образом: A всегда пар с T и G всегда пар с C.
Перед занятием
- Соберите материалы и сделайте ксерокопии или распечатки (как описано далее).
- Для каждых трех групп (по два студента в каждой) распечатайте один экземпляр Цветового ключа построения ДНК; разрежьте по пунктирным линиям, чтобы создать три цветных ключа на каждом листе.
- Распечатайте один экземпляр идентификационного ключа построения ДНК и вырежьте 15 идентификационных карт ДНК (по одной на группу).
- Создайте транспарант ключа идентификации конструкции ДНК и отобразите его на проекторе.
Со студентами: Часть 1
- Разделите класс на группы по два ученика в каждой.
- Раздайте принадлежности каждой паре учеников: 1 тарелка, ~25 зубочисток ~30 леденцов, 1 карточка ДНК и 1 цветной ключ.
- Объясните, что цветовой код содержит трехосновные генотипы, которые кодируют определенные фенотипы (физические характеристики).
- Объясните, что удостоверения личности ДНК содержат имена и физические характеристики разных людей, разные для каждой команды. Это ДНК человека, которую создаст команда. Напомните учащимся, чтобы они держали личность этого человека в секрете от других групп (пока).
- Для каждой физической характеристики в удостоверениях личности (фенотип) обратитесь к цветовому ключу и попросите группы записать в столбцах последовательности букв (генотипы, используя A, T, G и C) для их лиц.
Затем попросите учащихся записать соответствующие пары оснований во второй столбец. Здесь пригодятся базовые знания, описанные выше. A всегда сочетается с T, а G всегда сочетается с C. (Например, если генотип карих глаз — TGG, вы должны использовать цветовой код жевательной резинки, чтобы найти сопряженные пары ACC.) Соответствующее видео на YouTube — отличный визуальный ресурс для демонстрации этого примера.
- Дайте командам достаточно времени (~15-20 минут) для создания цепочки ДНК для своих личностей. Советы по построению ДНК см. на рисунках 1 и 2 и в следующем разделе.
Рис. 1a-b-c. Учащиеся строят цепочку ДНК в виде леденца. Copyright
Copyright © 2008 Меган Шредер, Программа ITL, Колорадский университет в Боулдере.
- После того, как все группы завершили построение, попросите их обменяться цепями ДНК, и, работая только в обратном направлении (не заглядывая в удостоверения личности), каждая группа должна определить, чья ДНК у них есть (ссылаясь на возможные идентичности, показанные с помощью проектор).
Студентам очень нравится эта часть «расшифровки»!
- Предложите учащимся свериться с первоначальными группами создателей нитей ДНК, чтобы узнать, правильно ли они определили идентичность ДНК. Обсудите с классом: сколько групп смогли правильно назвать свои нити ДНК? Что мешало расшифровке?
Рис. 2. Студенты демонстрируют свою законченную модель двойной спирали ДНК леденца. Copyright
Copyright © 2008 Меган Шредер, программа ITL, Колорадский университет в Боулдере.
Предлагаемые этапы построения ДНК
Легче всего сконструировать цепь ДНК, выполнив следующие шаги:
- Ссылаясь на удостоверение личности и код цвета, запишите в столбце основные буквы (A, T, G и C; генотип) и соответствующие пары оснований во втором столбце для первой физической характеристики (фенотип).
- Затем соберите каждый «ген» в первой колонке из трех оснований, поместив три мармеладки (правильных цветов) на одну зубочистку (см. рис.
1а).Обратитесь к ключу цвета.
- Когда все пять «генов» из одного столбца построены, повторите процесс, чтобы построить соответствующие базовые последовательности из второго столбца букв.
- Соедините пары оснований, поместив зубочистку между каждой из трех мармеладок — это создаст пять «лестниц» для каждого гена (см. рис. 1b).
- Теперь соедините все гены, соединив концы зубочисток с леденцами вместе. Обязательно сохраняйте гены в правильном порядке и ориентации (см. рис. 1c).
- Наконец, аккуратно скрутите всю прядь, чтобы сформировать двойную спираль (см. рис. 2)!
Со студентами: Часть 2
- Скажите учащимся, что они инженеры-биомедики, работающие в городском отделении полиции. Они разработали технологию, позволяющую выделить несколько последовательностей генов в ДНК человека. Эта технология помогла им придумать цветовые ключи, которые они использовали ранее (в части 1).
- У полиции есть несколько уголовных дел, в которых им нужна помощь в поиске подозреваемого.
Они хотели бы узнать фенотип (физические характеристики) человека из образцов ДНК, взятых из крови и волос. Задача учащихся состоит в том, чтобы разложить последовательности генов в образце и определить некоторые физические характеристики человека. Согласно их цветовым ключам, как выглядит человек? Попросите их нарисовать предварительные наброски или описания людей на чистых листах бумаги.
- Образец ДНК 1: TGGGCTTAAGGGATA (Ответ: Карие глаза, светлые волосы, правша, среднего роста, круглый нос.)
- Образец ДНК 2: TGCGTCTTAGACAT (Ответ: Карие глаза, рыжие волосы, левша, невысокий рост, острый нос.)
- Образец ДНК 3: TGGGTGTAAGGGGTA (Ответ: Карие глаза, черные волосы, правша, средний рост, длинный нос.)
- В заключение проведите обсуждение в классе о биомедицинской инженерии и генетических нарушениях, как описано в разделе «Оценка». Для этой оценки после занятия попросите учащихся использовать свои цветовые ключи, чтобы просмотреть еще несколько образцов ДНК на наличие признаков генетических нарушений.
Словарь/Определения
биомедицинский инженер: человек, который сочетает традиционные инженерные методы с биологическими науками и медициной для улучшения качества здоровья и жизни человека. Инженеры-биомедики разрабатывают искусственные части тела, медицинские устройства, диагностические инструменты и методы лечения.
хромосома: группа генов; у человека 23 пары хромосом (всего 46) в ядре клетки.
дезоксирибонуклеиновая кислота: сокращенно ДНК. Генетический материал для всех живых существ; находится в ядре клетки.
ген: Участок ДНК, несущий информацию для определения характеристик или признаков.
генотип: определенная последовательность ДНК в гене.
лещина: светло-золотисто-коричневый или желтовато-коричневый цвет (как цвет лесного ореха).
модель: (существительное) Представление чего-либо для имитации, сравнения или анализа, иногда в другом масштабе. (глагол) Сделать что-то, чтобы помочь узнать о чем-то другом, что нельзя непосредственно наблюдать или экспериментировать.
нуклеотидные основания: части РНК и ДНК, участвующие в спаривании; они включают цитозин, гуанин, аденин, тимин (ДНК) и урацил (РНК), сокращенно C, G, A, T и U. В генетике их обычно называют просто основаниями. Также называются парами оснований или основаниями.
фенотип: Внешняя физическая характеристика (характеристики), выраженная последовательностью гена.
Оценка
Предварительная оценка
Вопросы для обсуждения : Задайте вопросы учащимся и обсудите в классе.
- Почему мы похожи на своих родителей? (Ответ: Каждый из нас получает генетическую информацию от каждого из наших родителей.)
- Где в нашем организме хранится генетическая информация? (Ответ: Вся генетическая информация содержится в нашей ДНК, расположенной в ядре каждой клетки.
)
Встроенная оценка деятельности
Вопрос/Ответ : Пока учащиеся строят цепочки ДНК, задайте им следующие вопросы:
- Что такое ДНК? (Ответ: ДНК — это генетический материал для всех живых существ.)
- Что такое ген? (Ответ: ген — это сегмент ДНК, кодирующий определенный признак.)
- Есть ли способ иметь разные характеристики с одной и той же последовательностью ДНК? (Ответ: нет, секвенирование ДНК уникально для каждой характеристики.)
- Что такое ДНК-дактилоскопия? (Ответ: ДНК-дактилоскопия описывает человека, использующего данные ДНК из биологического образца, такого как кровь, слюна, ткань или волосы.)
- У всех ли людей одинаковая ДНК? Объяснять. (Ответ: Нет, у людей примерно 99,99% ДНК. Только однояйцевые близнецы имеют 100% ДНК).
- Какой инженер будет работать с ДНК и генами? (Ответ: инженер-биомедик.)
- Как инженеры участвуют в секвенировании ДНК и генов? (Ответ: инженеры-биомедики изучают, какие конкретные последовательности ДНК кодируют определенные характеристики, чтобы распознавать генетические нарушения, такие как дальтонизм, синдром Дауна, муковисцидоз и гемофилия.
Инженеры разрабатывают технологии, которые распознают определенные мутации ДНК, и работают с генетиками над диагностикой и предотвращением нарушений.)
Оценка после деятельности
Биомедицинская инженерия и генетические нарушения Обсуждение : Большинство генетических нарушений связано с изменением ДНК. Например, дальтонизм может быть связан с одной мутацией (изменением) в любой из 19 разных хромосом и множестве разных генов. Эти генетические нарушения могут быть числовыми или структурными.Численные расстройства возникают, когда ДНК-хромосома либо отсутствует, либо имеет лишнюю копию. Например, синдром Дауна — это пример, в котором существуют три копии ДНК-хромосомы вместо двух. Структурные нарушения возникают, когда часть ДНК-хромосомы отсутствует, реплицируется или перемещается в неправильное место. Предложите учащимся обсудить, как инженер мог бы разработать технологии, которые ищут определенные генные изменения или мутации в ДНК. Используя цветной ключ, какой из следующих образцов ДНК может иметь генетическое заболевание? В чем переделка? (Примечание: ни один из следующих примеров не приводит к реальным расстройствам, но каждый из них иллюстрирует тип изменения в генной последовательности фрагмента ДНК. )
- AGGAGGGCCTAAGGGGTA (Ответ: Дупликация гена AGG.)
- TGGGCTGTTATA (Ответ: Делеция гена.)
- TGCGTGGTATAAGGG (Ответ: ген в неправильном месте. Эта транслокация обычно наблюдается, когда одна хромосома прикрепляется к совершенно другой хромосоме или происходит обмен частями двух разных хромосом.)
Советы по устранению неполадок
Группам, возможно, придется торговать с другими группами из своего запаса жевательных резинок, поскольку цвета жевательных резинок различаются для каждого цветового ключа.
Соединяя все гены вместе, следите за тем, чтобы гены были в правильном порядке и ориентации, иначе другая команда не сможет их расшифровать.
Расширения деятельности
Предложите учащимся исследовать конкретное генетическое заболевание и написать о нем краткое изложение на одной странице, включая описание пораженной хромосомы и связанную с ней мутацию. Примеры включают синдром Дауна, дальтонизм, гемофилию и муковисцидоз.
Масштабирование активности
- Для младших классов это может помочь построить одну цепочку ДНК всем классом, прежде чем учащиеся начнут самостоятельно. Сократите задание, составив только две или три характеристики из пяти (например, только цвет волос и глаз).
использованная литература
О НИОКР — Исследования и разработки. Обновлено 27 ноября 2008 г.ГлаксоСмитКляйн плс. www.gsk.com По состоянию на 2 марта 2009 г.
Бахор, Кевин. Забавные факты (о ДНК). Лучшее моющее средство для обильной экстракции ДНК, Cirque du Soleil, Ecole Nationale de Cirque, 2006 Канадская широкая виртуальная научная ярмарка. http://www.virtualsciencefair.org/2006/bach6k2/Funfacts.htm По состоянию на 2 марта 2009 г.
Авторские права
© 2007 Регенты Университета Колорадо.
Авторы
Меган Шредер; Малинда Шефер Зарске; Джанет Йоуэлл; Дениз В.КарлсонПрограмма поддержки
Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж Колорадского университета в БоулдереБлагодарности
Содержание этой учебной программы цифровой библиотеки было разработано в рамках гранта Фонда улучшения послесреднего образования (FIPSE), Министерства образования США и Национального научного фонда, грант GK-12 №.0338326. Однако это содержание не обязательно отражает политику Министерства образования или Национального научного фонда, и вы не должны исходить из того, что оно одобрено федеральным правительством.
Последнее изменение: 2 марта 2022 г.
Создание модели нити ДНК
Резюме
Нить ДНК выглядит как лестница, свернутая в штопор. Подобно лестнице, цепочка ДНК имеет две направляющие, идущие параллельно друг другу, и перекладины, соединяющие их.
Рельсы цепи ДНК состоят из дезоксирибозы (сахара) и фосфорной кислоты. Эти две молекулы чередуются одна за другой по всей длине рельса.
Ступени цепи ДНК состоят из органических оснований. Эти органические основания прикрепляются к дезоксирибозе на перекладинах лестницы. Четыре основания, из которых состоит ДНК, — это аденин, тимин, цитозин и гуанин. Эти основания обозначаются аббревиатурой A, T, C и G. Каждая ступенька цепи ДНК содержит два основания, которые соединены вместе.У каждой базы есть определенный партнер, с которым она соединяется. Аденин всегда сочетается с тимином, а цитозин всегда сочетается с гуанином. (Вспомните AT и CG). В этом упражнении вы построите две модели ДНК. Обе модели представляют основные компоненты нити ДНК.
В рамках этой деятельности мы будем:
- Создайте модель цепи ДНК.
- Проанализируйте модель, чтобы увидеть, что представляет собой каждый из компонентов.
- Проанализируйте модель, чтобы увидеть, какие свойства реальной ДНК не представлены
Материалы
- 2 шт. обычных Twizzlers
- 1 упаковка мармеладных мишек среднего размера
- 1 коробка круглых зубочисток
Безопасность
Для этого занятия необходимы острые зубочистки.Будьте осторожны при работе с зубочистками. Эти зубочистки могут проколоть кожу, если с ними неправильно обращаться. Попросите взрослого помочь вам, если это необходимо.
Подготовка
- Соберите все материалы, перечисленные выше, до начала
Деятельность
- Достаньте четырех красных, четырех прозрачных, четырех желтых и четырех зеленых мармеладных мишек.
- Осторожно наденьте на зубочистку зеленого и прозрачного мармеладного мишку. (Будьте осторожны, чтобы не задеть пальцы при этом).Мармеладные мишки должны соприкасаться друг с другом и встречаться в середине зубочистки, оставляя дополнительное пространство по обеим сторонам зубочистки.
- Продолжайте соединять одного зеленого мармеладного мишку с одним прозрачным мармеладным мишкой, пока все зеленые и прозрачные мишки не будут совмещены.
- Свяжите красных мармеладных мишек с желтыми мармеладными мишками так же, как с зелеными и прозрачными. Теперь у вас должно быть 8 пар мармеладных мишек, нанизанных на зубочистки.
- Возьмите одну пару мармеладных мишек и воткните один конец зубочистки в прядь Twizzlers.Неважно, какая зубочистка используется.
- Возьмите оставшиеся пары мармеладных мишек и вставьте их в нить .
- Twizzlers, как в предыдущем шаге. Оставьте примерно один дюйм между каждой парой мармеладных мишек.
- Подсоедините вторую нить Twizzlers к другому концу зубочисток.
- Теперь у вас должна быть лестница с восемью ступенями.
Подведение итогов
Помните, что ДНК имеет форму штопора. Чтобы получить эту форму, поверните созданную вами модель, чтобы лучше понять, как выглядит ДНК. Форма, которую вы только что сделали, называется двойной спиралью.
Каждый мармеладный мишка в модели представляет собой базу. Зеленый представляет собой гуанин, а прозрачный представляет собой цитозин. Какие два основания обозначают два других цвета?
В этой модели отсутствует компонент. Какой компонент отсутствует? Прочитайте резюме, если вам нужна помощь с этим вопросом. (Ответ в конце этого задания).
Ответы
Модель: В этой модели не показаны два отдельных компонента, из которых состоят рельсы цепи ДНК.Помните, что рельсы цепи ДНК содержат повторяющиеся молекулы дезоксирибозы (сахара) и фосфорной кислоты .
Ресурсы
http://nobel.scas.bcit.ca/resource/dna/dna_sweets.htm
http://school.discovery.com/lessonplans/programs/modeldna
http://learn.genetics.utah.edu/units /basics/builddna/ (Великий сайт анимации)
Загрузите PDF-файл для дополнительной модели, построенной из ершиков для труб, веревки и макарон
Структура ДНК и репликация — Любопытно
Хэнк из Crash Course рассказывает об удивительной молекуле дезоксирибонуклеиновой кислоты, также известной как ДНК, и объясняет, как она воспроизводит себя в наших клетках.
ХЭНК ГРИН, Рассказчик: Красиво, правда? Это просто завораживает. Это вдвойне интересно! Вы действительно можете сказать, просто взглянув на него, насколько это важно и удивительно. Это практически самая сложная молекула из существующих и, возможно, самая важная. Он настолько сложен, что мы даже не знали наверняка, как он выглядел примерно 60 лет назад. Настолько многогранно удивительный, что если бы вы взяли все это только из одной из наших клеток и распутали, то оно было бы выше меня.
Теперь учтите, что сейчас в моем теле примерно 50 триллионов клеток. Сложенные встык, ДНК в этих клетках растянулась бы до самого солнца. Не один раз… а 600 раз!
Еще не сошел с ума?
Эй, хочешь сделать?
Вы, конечно, знаете, что я говорю о дезоксирибонуклеиновой кислоте, известной своим друзьям как ДНК. ДНК — это то, что хранит наши генетические инструкции — информацию, которая программирует всю деятельность наших клеток. Это код из 6 миллиардов букв, который содержит инструкции по сборке всего, чем вы являетесь. И то же самое он делает почти со всеми остальными живыми существами. Я рискну и предположу, что вы человек. В этом случае каждая клетка вашего тела или соматическая клетка прямо сейчас имеет 46 хромосом, каждая из которых содержит одну большую молекулу ДНК.
Эти хромосомы плотно упакованы вместе с белками в ядрах клеток.
ДНК – это нуклеиновая кислота. Как и ее двоюродная сестра, о которой мы также поговорим, рибонуклеиновая кислота или РНК.
Теперь, если вы можете заставить себя это сделать, вспомните весь эпизод 3, где мы говорили обо всех важных биологических молекулах: углеводах, липидах и белках.Это звоночек?
Ну, нуклеиновые кислоты являются четвертой основной группой биологических молекул, и, на мой взгляд, у них самая сложная работа из всех.
Структурно они представляют собой полимеры, а это означает, что каждый из них состоит из множества маленьких повторяющихся молекулярных единиц. В ДНК эти маленькие единицы называются нуклеотидами. Соедините их вместе, и у вас получится полинуклеотид.
Теперь, прежде чем мы на самом деле соединим эти крошечные части, чтобы построить молекулу ДНК, подобную микроскопической мебели из ИКЕА, давайте сначала посмотрим, из чего состоит каждый нуклеотид.
Нам понадобятся три вещи:
- пятиуглеродная молекула сахара
- фосфатная группа и
- одно из четырех азотистых оснований. ДНК получила первую часть своего имени от нашего первого ингредиента, молекулы сахара, которая называется дезоксирибозой. Но все самое важное, генетическое кодирование, которое делает вас ВАМИ, находится среди четырех азотистых оснований: аденина (А), тимина (Т), цитозина (Ц) и гуанина (Г).
Важно отметить, что в живых организмах ДНК существует не в виде одной полинуклеотидной молекулы, а скорее в виде пары молекул, тесно связанных друг с другом.Они похожи на переплетенную, микроскопическую, двойную винтовую лестницу. По сути, просто лестница, но витая. Знаменитая двойная спираль. И, как у любой хорошей структуры, у нас должна быть главная опора. В ДНК сахара и фосфаты связаны вместе, образуя двойные остовы. Эти сахарно-фосфатные связи проходят по обеим сторонам спирали, но химически в противоположных направлениях. Другими словами, если вы посмотрите на каждый из сахаро-фосфатных остовов, вы увидите, что один выглядит перевернутым по отношению к другому.Одна нить начинается сверху с первого фосфата, соединенного с 5-м углеродом молекулы сахара, а затем заканчивается там, где должен идти следующий фосфат, свободным концом у 3-го углеродного атома сахара. Это создает шаблон под названием 5 простых и 3 простых. Я всегда думал о дезоксирибозе со стрелой, с кислородом как острием. Он всегда «указывает» от 3 простых чисел до 5 простых чисел. А вот с другой стороны все ровно наоборот. Он начинается вверху со свободного конца у 3-го углерода сахара, а фосфаты соединяются с пятым углеродом сахара на всем пути вниз.И заканчивается внизу фосфатом.
И вы, наверное, уже поняли это, но это называется направлением от 3’ (3 простых числа) к 5’ (5 простых чисел).
Теперь пришло время сделать одну из этих знаменитых двойных спиралей.
Эти две длинные цепи связаны между собой азотистыми основаниями посредством относительно слабых водородных связей. Но они не могут быть просто любой парой азотистых оснований. К счастью, когда дело доходит до выяснения того, какая часть куда идет, все, что вам нужно сделать, это помнить, что если один нуклеотид имеет адениновое основание (А), то только тимин (Т) может быть его аналогом (АТ).Точно так же гуанин (G) может связываться только с цитозином (C) (G-C). Эти связанные азотистые основания называются парами оснований. Пара G-C имеет три водородные связи, что делает ее немного прочнее, чем пара оснований AT, в которой их всего две. Именно порядок этих четырех азотистых оснований или последовательности оснований позволяет вашей ДНК создать вас.
Итак, AGGTCCATG в качестве базовой последовательности означает нечто совершенно иное, чем, скажем, TTCAGTCG. Человеческая хромосома 1, самая большая из всех наших хромосом, содержит единственную молекулу ДНК с 247 миллионами пар оснований.Если вы напечатаете все буквы 12-й хромосомы в книгу, то получится около 200 000 страниц. И каждая из ваших соматических клеток имеет 46 молекул ДНК, плотно упакованных в ядро — по одной на каждую из ваших хромосом. Соедините все 46 молекул вместе, и мы получим 6 миллиардов пар оснований… в каждой клетке!
Это самая длинная книга, которую я когда-либо читал. Это около 100 страниц. Если бы мы заполнили его нашей последовательностью ДНК, нам понадобилось бы около 10 000 из них, чтобы вместить весь наш геном.ПОП ВИКТОРИНА!!!
Давайте проверим ваши навыки, используя очень короткую нить ДНК. Я дам вам одну базовую последовательность — вы дадите мне базовую последовательность, которая появляется на другой нити.
Хорошо, поехали.
Итак, у нас есть 5’-AGGTCCG-3’ … и …. Время вышло. Ответ: 3’-TCCAGGC-5’.
Видишь, как это работает? Это не суперсложно. Поскольку у каждого азотистого основания есть только один аналог, вы можете использовать одну последовательность оснований, чтобы предсказать, как будет выглядеть соответствующая последовательность.Итак, могу ли я создать ту же последовательность оснований с цепочкой этой «другой» нуклеиновой кислоты, РНК? Нет, ты не мог.
РНК, безусловно, похожа на свою родственную ДНК — она имеет сахаро-фосфатный остов с прикрепленными к нему нуклеотидными основаниями. Но вот ТРИ основных отличия:
- РНК представляет собой одноцепочечную молекулу без двойной спирали.
- Сахаром в РНК является рибоза, которая имеет на один атом кислорода больше, чем дезоксирибоза, а затем все начинается с R вместо D.
- Также РНК не содержит тимин.Его четвертый нуклеотид представляет собой основание урацила, поэтому вместо этого он связывается с аденином.
РНК очень важна для производства наших белков, и позже вы увидите, что она играет решающую роль в репликации ДНК.
Но сначала… Биологии!
Да, на этой неделе во множественном числе. Потому что, когда вы начинаете говорить о чем-то столь удивительном и элегантном, как ДНК, вы должны задаться вопросом: кто вообще все это придумал? И насколько велик был их мозг?
Что ж, неудивительно, что для этого потребовалось много разных мозгов, в разных странах и почти сто лет размышлений.Имена, которые вы обычно слышите, когда кто-то спрашивает, кто открыл ДНК, — это Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик. Но это БАНК. Они не открыли ДНК и не обнаружили, что ДНК содержит генетическую информацию.
Сама ДНК была открыта в 1869 году швейцарским биологом Фридрихом Мишером. Его дело заключалось в изучении лейкоцитов, и он получил эти лейкоциты самым ужасным способом, какой только можно себе представить, собирая использованные бинты в ближайшей больнице. Он сделал это для науки! Он омыл клетки теплым спиртом, чтобы удалить липиды, а затем поместил на них ферменты, чтобы переваривать белки. Что осталось после всего этого, так это сопливое серое вещество, которое, как он знал, должно быть каким-то новым биологическим веществом. Он назвал его нуклеином, но позже он стал известен как нуклеиновая кислота. Но Мейшер не знал, какова его роль и как он выглядит. Одной из тех ученых, которые помогли это выяснить, была Розалинд Франклин, молодой биофизик из Лондона почти сто лет спустя. Используя технику, называемую рентгеновской дифракцией, Франклин, возможно, был первым, кто подтвердил спиральную структуру ДНК.Она также выяснила, что снаружи этой структуры находится сахарно-фосфатный остов. Так почему же имя Розалинды Франклин не на слуху?
Две причины:
- В отличие от Уотсон и Крика, Франклин была рада поделиться данными со своими соперниками. Именно Франклин сообщила Уотсон и Крику, что более ранняя теория структуры тройной спирали невозможна, и при этом она указала, что ДНК действительно может быть двойной спиралью. Позже ее изображения, подтверждающие спиральную структуру ДНК, были показаны Уотсону без ее ведома.
В конце концов ее работа была опубликована в Nature, но только после того, как уже появились две статьи Уотсона и Крика, в которых дуэт лишь намекал на ее вклад.
- Что еще хуже, Нобелевский комитет не мог даже рассматривать ее кандидатуру на премию, которую они присудили в 1962 году, из-за того, что она была мертва. По-настоящему трагично то, что вполне возможно, что ее научная работа могла привести к ее ранней смерти от рака яичников в возрасте 37 лет. В то время технология дифракции рентгеновских лучей, которую она использовала для фотографирования ДНК, требовала опасного количества радиационное облучение, и Франклин редко предпринимала меры предосторожности, чтобы защитить себя.Нобелевские премии не могут быть присуждены посмертно. Многие считают, что она разделила бы медаль Уотсона и Крика, если бы была жива, чтобы получить ее.
Теперь, когда мы знаем основы структуры ДНК, нам нужно понять, как она копирует себя, потому что клетки постоянно делятся, а для этого требуется полная копия всей информации о ДНК.
Оказывается, наши клетки очень хороши в этом — наши клетки могут создать эквивалент 10 000 экземпляров этой книги всего за несколько часов.Это, друзья мои, называется репликацией.
Каждая клетка вашего тела имеет копию одной и той же ДНК. Он начался с оригинальной копии и будет копировать себя триллионы раз в течение жизни, каждый раз используя половину исходной цепи ДНК в качестве шаблона для построения новой молекулы.
Итак, чем подросток похож на фермент геликазу?
Они оба хотят распаковать ваши гены.
Хеликаза изумительна, раскручивая двойную спираль с головокружительной скоростью, разрезая свободные водородные связи между парами оснований.Точка, в которой начинается расщепление, известна как репликационная вилка. У нее есть верхняя цепочка, называемая ведущей, или, как я ее называю, «хороший парень», и еще одна нижняя нить, называемая отстающей, которую мне нравится называть цепочкой отморозков. потому что это боль в прикладе иметь дело. Эти размотанные участки теперь можно использовать в качестве шаблонов для создания двух комплементарных цепей ДНК. Но помните, что две цепи идут в противоположных направлениях с точки зрения их химической структуры, а это означает, что создать новую цепь ДНК для ведущей цепи будет намного проще, чем для отстающей.Для ведущей, «хорошего парня», цепи фермент под названием ДНК-полимераза просто добавляет совпадающие нуклеотиды к основному стеблю на всем протяжении молекулы. Но прежде чем он сможет это сделать, ему нужно выбрать участок нуклеотидов, заполняющий раздел, который только что был распакован. Начиная с самого начала молекулы ДНК, ДНК-полимеразе требуется немного праймера, всего лишь небольшая деталь, за которую она может зацепиться, чтобы начать строить новую цепочку ДНК. И за этот небольшой пример мы можем поблагодарить фермент РНК-примазу.Ведущей цепи нужен этот РНК-праймер только один раз в самом начале. Затем ДНК-полимераза говорит: «Я понял», и она просто следует за распаковкой, непрерывно добавляя новые нуклеотиды в новую цепь, по всей молекуле.
Копировать отстающую, или отморозковую ветвь, это, ну, он отморозок гребаный.
Это связано с тем, что ДНК-полимераза может копировать цепи только в направлении 5’-3’, а отстающая цепь — в направлении 3’-5’, поэтому ДНК-полимераза может добавлять новые нуклеотиды только к свободному 3’-концу праймера.Так что, возможно, настоящий отморозок здесь — ДНК-полимераза. Поскольку отстающая нить идет в противоположном направлении, ее нужно копировать как серию сегментов. Здесь этот удивительный маленький фермент РНК-примаза снова делает свое дело, откладывая случайные короткие маленькие РНК-праймеры, которые дают ДНК-полимеразе отправную точку, чтобы затем работать в обратном направлении вдоль цепи. Это делается в виде множества отдельных сегментов, каждый длиной от 1000 до 2000 пар оснований, каждый из которых начинается с РНК-праймера, называемого фрагментами Окадзаки в честь пары женатых ученых, открывших этот этап процесса в 1960-х годах.И слава богу, они были женаты, так что мы можем просто называть их фрагментами Оказаки, а не фрагментами Оказаки-чей-то. Это позволяет синтезировать нити короткими очередями. Затем другой тип ДНК-полимеразы должен вернуться и заменить все эти РНК-праймеры, а ТОГДА все маленькие фрагменты соединяются с помощью последнего фермента, называемого ДНК-лигазой. Вот почему я говорю, что отстающая нить — такая сволочь!
Репликация ДНК ошибается примерно в одном из каждых 10 миллиардов нуклеотидов.Но не думайте, что у вашего тела нет приложения для этого. Оказывается, ДНК-полимераза также может корректировать, в некотором смысле, удаляя нуклеотиды с конца нити, когда они обнаруживают несовпадающее основание, потому что последнее, что нам нужно, это буква А, когда это была бы буква G! Учитывая, насколько плотно ДНК упакована в каждую из наших клеток, просто удивительно, что больше ошибок не происходит. Помните, мы говорим о миллионах километров этого вещества внутри нас. И именно поэтому, друзья мои, ученые не преувеличивают, когда называют ДНК самой знаменитой молекулой всех времен.
Так что можете посмотреть этот выпуск пару раз и оценить его для себя.