Innehåll
När de flesta människor hör termen "DNA" avbildar de automatiskt den klassiska dubbla helixen. Att föreställa sig komponenterna som utgör den stora spiralen av genetiskt material känns ofta lite mer komplicerade. Lyckligtvis är det enkelt att förstå hur baspar fungerar och även beräkna procenttal för varje bas i ett DNA-prov.
TL; DR (för lång; läste inte)
I vilket DNA-prov som helst finns det fyra baser som bara kopplas ihop på ett sätt: adenin och tymin, guanin och cytosin. De utgör 100 procent av provet. Chargaffs-regel säger att koncentrationen för varje bas i ett baspar alltid är lika med sin par, så koncentrationen av adenin är till exempel koncentrationen av tymin. Med hjälp av denna information och enkel matematik kan du hitta procentandelen adenin i ett prov om du känner till procentandelen av någon annan bas.
DNA-baspar
DNA-dubbelhelixen innehåller två strängar av genetiskt material tvinnat ihop, så det passar in i cellens kärna. Strukturen för den spiralen är resultatet av hur de fyra baserna paras ihop och binds till varandra. Dessa fyra baser är adenin, guanin, tymin och cytosin.
När det gäller kemisk struktur är adenin och guanin båda puriner medan tymin och cytosin är pyrimidiner. Denna kemiska skillnad säkerställer att de stabila vätebindningarna mellan baserna alltid kopplas ihop på samma sätt: adenin med tymin och guanin med cytosin.
Erwin Chargaffs observation
Forskare har inte alltid känt funktionen till DNA. I själva verket 1944-förslaget att DNA kan vara cellernas genetiska material inspirerade spekulation och till och med kontrovers. Ändå började en del forskare att studera DNA på allvar, inklusive Erwin Chargaff. År 1950 märkte Chargaff att, när de separerades, existerade purinerna (adenin och guanin) alltid i ett 1: 1-förhållande med pyrimidinerna (tymin och cytosin). Denna upptäckt blev en vetenskaplig fixtur: Chargaffs regel.
Tillämpa Chargaffs regel
Chargaffs-regel betyder att i vilket prov som helst kommer koncentrationen av adenin alltid att vara lika med koncentrationen av par-tyminet och koncentrationerna av guanin och cytosin kommer också att vara lika. Om du behöver beräkna procentandelen adenin i ett DNA-prov kan du använda Chargaffs regel för att lösa problemet. Om du till exempel vet att DNA-provet är 20 procent tymin, vet du automatiskt att det också är 20 procent adenin, eftersom de kopplas ihop.
Du kan också beräkna procentandelen adenin när den ges procentandelen guanin eller cytosin. Eftersom du vet att det bara finns fyra baser i DNA måste alla fyra baserna tillsammans vara lika med 100 procent av provet. Om informationen ges att provet är 20 procent guanin, kan du anta att det också är 20 procent cytosin eftersom guanin och cytosin parar ihop. Tillsammans är det 40 procent av det totala urvalet. Du kan subtrahera att 40 procent från 100 procent och bestämma att 60 procent av provet måste vara adenin och tymin tillsammans. Eftersom dessa två baser alltid finns i lika stora koncentrationer, vet du att DNA-provet är 30 procent adenin.
Begrepp förknippade med DNA-biokemi verkar ibland mycket komplicerade. Tack vare Chargaff blir beräkningen av procentandelarna av baser som finns i ett DNA-prov inget annat än ett enkelt matematikproblem.