Τι είναι το DNA;

Δομή και σχήμα DNA

Το DNA, γνωστό και ως δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ, είναι ένα μόριο, το οποίο είναι ένα μάτσο ατόμων κολλημένα μεταξύ τους. Στην περίπτωση του DNA, αυτά τα άτομα συνδυάζονται για να σχηματίσουν το σχήμα μιας μακριάς σπειροειδούς σκάλας. Μπορούμε να δούμε την εικόνα εδώ καθαρά για να αναγνωρίσουμε το σχήμα του DNA.

Εάν έχετε σπουδάσει ποτέ βιολογία, πιθανότατα έχετε ακούσει ότι το DNA λειτουργεί ως σχέδιο ή συνταγή για ζωντανό ον. Πώς στο καλό μπορεί ένα απλό μόριο να λειτουργήσει ως σχέδιο για κάτι τόσο περίπλοκο και υπέροχο όπως ένα δέντρο, ένας σκύλος και οι άνθρωποι; Αυτό είναι πραγματικά εκπληκτικό.

Το DNA είναι ένας από τους απόλυτους οδηγούς οδηγιών. Είναι πιο περίπλοκο από οποιοδήποτε τρόπο κράτησης που έχετε χρησιμοποιήσει ποτέ. Ολόκληρος ο οδηγός οδηγιών είναι γραμμένος σε κώδικα. Αν κοιτάξετε προσεκτικά τη χημική δομή του DNA, θα εμφανιστούν τέσσερα κύρια δομικά στοιχεία. Ονομάζουμε αυτές τις αζωτούχες βάσεις: Αδενίνη (Α), Θυμίνη (Τ), Γουανίνη (G) και Κυτοσίνη (C). Το DNA περιλαμβάνει επίσης σάκχαρα και φωσφορικές ομάδες (από φώσφορο και οξυγόνο). Αυτά κάνουν τη ραχοκοκαλιά της φωσφορικής-δεοξυριβόζης.

Εάν σκεφτείτε τη δομή του DNA ως μια σκάλα, τα σκαλοπάτια της σκάλας κατασκευάζονται από τις αζωτούχες βάσεις. Αυτές οι βάσεις συνδυάζονται για να κάνουν κάθε βήμα της σκάλας. Επίσης, ζευγαρώνουν μόνο με συγκεκριμένο τρόπο. Το (Α) ζευγαρώνει πάντα με το (Τ) και το (Ζ) πάντα ζευγαρώνει με το (Γ). Αυτό είναι πολύ σημαντικό όταν έρθει η ώρα να αντιγράψουμε ολόκληρο ή μέρος του DNA.

Λοιπόν, για να απαντήσουμε στην ερώτηση, τι είναι το DNA; Το DNA είναι ένα μοριακό σχέδιο για ένα ζωντανό πράγμα. Το DNA δημιουργεί RNA, και το RNA δημιουργεί πρωτεΐνη, και οι πρωτεΐνες συνεχίζουν να σχηματίζουν ζωή. Όλη αυτή η διαδικασία είναι περίπλοκη, περίπλοκη και μαγική και βασίζεται εξ ολοκλήρου στη χημεία που μπορεί να μελετηθεί και να κατανοηθεί.

Πώς να διαχωρίσετε το τμήμα DNA;

ΟΠΩΣ είπαμε ότι το DNA μπορεί να μελετηθεί και να κατανοηθεί, αλλά πώς μπορούμε να το κάνουμε; Οι επιστήμονες μαθαίνουν και ερευνούν και τους εξερευνούν. Οι άνθρωποι χρησιμοποιούν ηλεκτροφόρηση γέλης για να διαχωρίσουν το DNA για περαιτέρω έρευνα. Η ηλεκτροφόρηση γέλης είναι μια τεχνική που χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό θραυσμάτων DNA (ή άλλων μακρομορίων, όπως το RNA και τις πρωτεΐνες) με βάση το μέγεθος και το φορτίο τους. Η ηλεκτροφόρηση περιλαμβάνει τη διέλευση ενός ρεύματος μέσω μιας γέλης που περιέχει τα μόρια που μας ενδιαφέρουν. Με βάση το μέγεθος και το φορτίο τους, τα μόρια θα ταξιδέψουν μέσα από το πήκτωμα σε διαφορετικές κατευθύνσεις ή με διαφορετικές ταχύτητες, επιτρέποντάς τους να διαχωριστούν το ένα από το άλλο. Χρησιμοποιώντας ηλεκτροφόρηση, μπορούμε να δούμε πόσα διαφορετικά θραύσματα DNA υπάρχουν σε ένα δείγμα και πόσο μεγάλα είναι το ένα σε σχέση με το άλλο.

Εάν θέλετε να κάνετε την ηλεκτροφόρηση γέλης, χρειάζεστε πρώτα τον σχετικό πειραματικό εξοπλισμό, την κυψέλη ηλεκτροφόρησης (δεξαμενή/θάλαμος) και το τροφοδοτικό της. Η παρακάτω εικόνα δείχνει μια οριζόντια κυψέλη ηλεκτροφόρησης (δεξαμενή/θάλαμος) το μοντέλοDYCP-31DNκαι το τροφοδοτικό του μοντέλουDYY-6Dαπό την Beijing Liuyi Biotechnology Co., Ltd για ηλεκτροφόρηση γέλης DNA.

Η ηλεκτροφόρηση γέλης περιλαμβάνει γέλη, το οποίο είναι ένα είδος υλικού που μοιάζει με Jello. Τα πηκτώματα για τον διαχωρισμό του DNA χρησιμοποιούνται συχνά αγαρόζη, η οποία έρχεται ως ξηρές νιφάδες σε σκόνη. Όταν η αγαρόζη θερμανθεί σε ένα ρυθμιστικό διάλυμα (νερό με μερικά άλατα) και αφεθεί να κρυώσει, θα σχηματιστεί ένα στερεό, ελαφρώς στραγγιστό πήκτωμα. Σε μοριακό επίπεδο, η γέλη είναι μια μήτρα μορίων αγαρόζης που συγκρατούνται μεταξύ τους με δεσμούς υδρογόνου και σχηματίζουν μικροσκοπικούς πόρους.

Εικόνα από την Ακαδημία Khan

Μετά την προετοιμασία της γέλης, βάλτε τη γέλη στο σώμα της δεξαμενής της κυψέλης ηλεκτροφόρησης και ρίξτε ρυθμιστικό διάλυμα στη δεξαμενή ρυθμιστικού διαλύματος μέχρι να βυθιστεί η γέλη. Στη συνέχεια, τα δείγματα DNA φορτώνονται σε φρεάτια (εσοχές) στο ένα άκρο μιας γέλης και εφαρμόζεται ηλεκτρικό ρεύμα για να τα τραβήξει μέσα από τη γέλη. Τα θραύσματα DNA είναι αρνητικά φορτισμένα, επομένως κινούνται προς το θετικό ηλεκτρόδιο. Επειδή όλα τα θραύσματα DNA έχουν την ίδια ποσότητα φορτίου ανά μάζα, τα μικρά θραύσματα κινούνται μέσα στο πήκτωμα γρηγορότερα από τα μεγάλα. Μετά την εκτέλεση ηλεκτροφόρησης γέλης, τα θραύσματα DNA έχουν διαχωριστεί. και οι ερευνητές μπορούν να εξετάσουν το τζελ και να δουν τι μεγέθη λωρίδων βρίσκονται σε αυτό. Όταν ένα πήκτωμα χρωματίζεται με μια χρωστική που δεσμεύει το DNA και τοποθετείται κάτω από υπεριώδες φως, τα θραύσματα DNA θα λάμπουν, επιτρέποντάς μας να δούμε το DNA που υπάρχει σε διαφορετικές τοποθεσίες κατά μήκος του πηκτώματος.

Εκτός από τις κυψέλες ηλεκτροφόρησης (δεξαμενές/θάλαμοι) και τα τροφοδοτικά, η Beijing Liuyi Biotechnology Co., Ltd παρέχει επίσης διαφωτιστή υπεριώδους ακτινοβολίας, που μπορεί να παρατηρεί και να τραβήξει φωτογραφίες για γέλη ηλεκτροφόρησης πρωτεΐνης και DNA. Το μοντέλοWD-9403Bείναι ένα φορητό υπεριώδες transilluminator για παρατήρηση γέλης ηλεκτροφόρησης DNA. Το μοντέλοWD-9403Fμπορεί να παρατηρήσει, να τραβήξει φωτογραφίες τόσο για πρωτεΐνη όσο και για γέλη DNA.