المحتوى
عندما يسمع معظم الناس مصطلح "DNA" ، فإنهم يقومون تلقائيًا بتصوير الحلزون المزدوج الكلاسيكي. غالباً ما يكون تخيل المكونات التي تشكل دوامة كبيرة من المادة الوراثية أكثر تعقيدًا. لحسن الحظ ، فهم كيفية عمل أزواج الأساس وحتى حساب النسب المئوية لكل قاعدة في عينة الحمض النووي هو في الواقع واضح ومباشر.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)
في أي عينة من عينات الحمض النووي ، توجد أربع قواعد تقترن بطريقة واحدة فقط: الأدينين والثيمين ، الجوانين ، السيتوزين. هم مجموع 100 في المئة من العينة. تنص قاعدة Chargaffs على أن تركيز كل قاعدة في زوج أساسي يساوي دائمًا رفيقه ، وبالتالي فإن تركيز الأدينين يساوي تركيز الثيمين ، على سبيل المثال. باستخدام هذه المعلومات والرياضيات البسيطة ، يمكنك العثور على النسبة المئوية للأدينين في العينة إذا كنت تعرف النسبة المئوية لأي قاعدة أخرى.
أزواج قاعدة الحمض النووي
تحتوي اللولبة المزدوجة للحمض النووي على نوعين من المواد الوراثية الملتوية معًا ، لذا فهي مناسبة داخل نواة الخلية. ينتج هيكل تلك الحلزونية عن الطريقة التي ترتبط بها القواعد الأربع وتربط بعضها مع بعض. هذه القواعد الأربع هي الأدينين ، الجوانين ، الثيمين والسيتوزين.
من حيث التركيب الكيميائي ، كلا من الأدينين و الجوانين كلاهما من البيورينات بينما الثيمين و السيتوزين هما بيريميدين. يضمن هذا الاختلاف الكيميائي أن روابط الهيدروجين المستقرة بين القواعد تربط دائمًا بالطريقة نفسها: الأدينين مع الثيمين و الجوانين مع السيتوزين.
ملاحظة إروين تشارجاف
لم يعرف العلماء دائمًا وظيفة الحمض النووي. في الواقع ، فإن اقتراح عام 1944 بأن يكون الحمض النووي هو المادة الوراثية للخلايا التي ألهمت المضاربة وحتى الجدل. ومع ذلك ، بدأ بعض العلماء لدراسة الحمض النووي بشكل جدي ، بما في ذلك إروين تشارجاف. في عام 1950 ، لاحظت Chargaff أن البيورينات (الأدينين والجوانيين) موجودة عند الانفصال دائمًا بنسبة 1: 1 مع البيريميدين (الثيمين والسيتوزين). أصبحت هذه النتيجة مادة علمية: حكم تشارجاف.
تطبيق قاعدة Chargaff
تعني قاعدة Chargaffs أن تركيز الأدينين في أي عينة يساوي دائمًا تركيز الثيمين الزوجي ، وأن تركيزات الجوانيين والسيتوزين ستكون متساوية أيضًا. إذا كنت بحاجة إلى حساب النسبة المئوية للأدينين في عينة من الحمض النووي ، يمكنك استخدام قاعدة Chargaff لحل المشكلة. على سبيل المثال ، إذا كنت تعرف أن عينة الحمض النووي هي 20 في المائة من الثيمين ، فأنت تعلم تلقائيًا أنها نسبة 20 في المائة من الأدينين أيضًا ، نظرًا لتزاوجها معًا.
يمكنك أيضًا حساب النسبة المئوية للأدينين عندما تعطى النسبة المئوية للغوانين أو السيتوزين. نظرًا لأنك تعلم أن هناك أربع قواعد فقط في الحمض النووي ، يجب أن تساوي جميع القواعد الأربع معًا 100٪ من العينة. إذا تم إعطاؤك معلومات تفيد بأن العينة عبارة عن 20 في المائة من جوانين ، فيمكنك أن تتأكد من أنها 20 في المائة أيضًا من السيتوزين منذ زوجي الجوانيين والسيتوزين مع بعضهما البعض. معا ، وهذا هو 40 في المئة من العينة الكلية. يمكنك طرح 40 في المائة من 100 في المائة وتحديد 60 في المائة من العينة يجب أن يكون الأدينين والثيمين معًا. نظرًا لوجود هاتين القاعدتين دائمًا بتركيزات متساوية ، فأنت تعلم أن عينة الحمض النووي هي 30 في المائة من الأدينين.
المفاهيم المرتبطة الكيمياء الحيوية للحمض النووي في بعض الأحيان تبدو معقدة للغاية. بفضل Chargaff ، فإن حساب النسب المئوية للقواعد الموجودة في عينة الحمض النووي لا يصبح أكثر من مشكلة بسيطة في الرياضيات.