Vsebina
Ko večina ljudi sliši izraz "DNK", samodejno predstavlja klasično dvojno vijačnico. Zamisli komponente, ki sestavljajo tako veliko spiralo genskega materiala, se pogosto zdi nekoliko bolj zapleteno. Na srečo je razumevanje delovanja baznih parov in celo izračunavanje odstotkov za vsako bazo v vzorcu DNK pravzaprav preprosto.
TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
V katerem koli vzorcu DNK so štiri baze, ki se združujejo samo na en način: adenin in timin, gvanin in citozin. Vsebujejo 100 odstotkov vzorca. Pravilo Chargaffs pravi, da je koncentracija vsake baze v baznem paru vedno enaka njegovi materi, zato je na primer koncentracija adenina enaka koncentraciji timina. S pomočjo teh informacij in preproste matematike lahko v vzorcu najdete odstotek adenina, če poznate odstotek katere koli druge osnove.
Osnovni pari DNK
Dvojna vijačnica DNK vsebuje dva sklopa genskega materiala, zvita skupaj, tako da se prilega notranjosti jedra celice. Struktura te spirale izhaja iz načina, kako se štiri podlage parijo in se vežejo med seboj. Te štiri baze so adenin, gvanin, timin in citozin.
Po kemijski zgradbi sta adenin in gvanin purini, medtem ko sta timin in citozin pirimidini. Ta kemična razlika zagotavlja, da se stabilne vodikove vezi med bazami vedno združijo na enak način: adenin s timinom in gvanin s citozinom.
Opazovanje Erwina Chargaffa
Znanstveniki niso vedno poznali funkcije DNK. Dejansko je predlog iz leta 1944, da bi bil DNK lahko genetski material za celice, sprožil špekulacije in celo polemike. Kljub temu so nekateri znanstveniki resno začeli preučevati DNK, med njimi tudi Erwin Chargaff. Leta 1950 je Chargaff opazil, da purini (adenin in gvanin) vedno obstajajo v razmerju 1: 1 s pirimidini (timin in citozin). Ta ugotovitev je postala znanstvena točka: Chargaffovo pravilo.
Uporaba pravila Chargaff
Pravilo Chargaffov pomeni, da bo koncentracija adenina v katerem koli vzorcu vedno enaka koncentraciji njegovega parnega timina, koncentracije gvanina in citozina pa bosta enaki. Če morate izračunati odstotek adenina v vzorcu DNK, lahko za rešitev težave uporabite Chargaffovo pravilo. Če na primer veste, da je vzorec DNK 20-odstoten timin, samodejno veste, da gre tudi za 20-odstotni adenin, saj se parita skupaj.
Izračunate lahko tudi odstotek adenina, če dobite odstotek gvanina ali citozina. Ker veste, da v DNK obstajajo le štiri baze, morajo vse štiri baze skupaj predstavljati 100 odstotkov vzorca. Če dobimo informacijo, da je vzorec 20-odstotni gvanin, lahko predpostavimo, da gre tudi za 20-odstotni citozin, saj se gvanin in citozin parita med seboj. Skupaj je to 40 odstotkov celotnega vzorca. Lahko odštejete 40 odstotkov od 100 odstotkov in določite, da mora biti 60 odstotkov vzorca adenin in timin skupaj. Ker ti dve bazi vedno obstajata v enakih koncentracijah, veste, da je vzorec DNK 30 odstotkov adenina.
Koncepti, povezani z biokemijo DNK, se včasih zdijo zelo zapleteni. Zahvaljujoč Chargaffu, izračun odstotkov baz, ki so prisotni v vzorcu DNK, postane zgolj matematični problem.