Kemian  opetuksen  keskus,  HY  DNA-­‐mallinnusta  Spartanilla  

Oppilaan  ohje  

1

DNA-­mallinnusta  Spartanilla   Tämä on mallinnusohje DNA:n mallintamiselle. Työ on suunniteltu ryhmälle, jolle Spartan Student -ohjelman käyttö on jo kohtalaisen tuttua. Tästä syystä ohjeessa ei mennä kaikkea askel askeleelta, vaan luotetaan sekä opetushenkilön että oppilaiden taitoihin. DNA koostuu pääosassa kahdesta makromolekyylistä eli polymeeristä. Pitkät orgaaniset molekyylit pysyvät kasassa vahvojen kovalenttisten sidosten voimin, mutta tässä tapauksessa kyse on kahdesta pitkästä orgaanisesta molekyylistä.

Minkälaisia vuorovaikutuksia näiden kahden molekyylin välillä on?

Itse  mallinnus   Spartan Student -ohjelma kykenee piirtämään DNA-molekyylejä helposti sekvensseinä, mutta yksittäisen osuuden piirtäminen ohjelman avulla on hankalaa. DNA on lyhenne sanasta deoksiribonukleiinihappo. Jo sen nimi siis kertoo sen rakenneosista hyvin paljon. Se sisältää deoksiriboosin joka on yksinkertainen hiilihydraatti eli sokeri (C5H7O(OH)3). Tämän lisäksi siinä on typpiemäs joka on adeniini, guaniini, sytosiini tai tymiini, ja fosfaatti (PO4

3-).

Deoksiriboosi   Aloitetaan piirtämällä deoksiriboosi. Tehdään tämä ohjaajan

ohjeiden mukaan askel askeleelta, kiinnitä erityisesti huomiota hapen yhdistämisessä kahteen hiiliatomiin.

Deoksiriboosi on olennainen osa DNA-molekyyliä: se yhdessä fosfaattien kanssa muodostaa ulkoisen tukirannan typpiemäksille jotka taas sisältävät DNA:n tiedon.

Kemian  opetuksen  keskus,  HY  DNA-­‐mallinnusta  Spartanilla  

Oppilaan  ohje  

2

 

 

A-­T  tai  G-­C  pari  Spartan Student ei pysty laskemaan rakenteita DNA-molekyyleille opiskelijaversion rajoitusten takia, mutta pääsemme silti tarkastelemaan toistuvien yksiköiden rakenteita. Sulkekaa vanha tiedosto, avatkaa uusi ja siirtykää oikealta nucleotide-puolelle. Teidän pitäisi päästä oikealla olevannäköiseen valikkoon.

Kytkekää sequence pois päältä, ja valitkaa jokin nukleotideistä ja klikatkaa ruutua.

Tämän jälkeen valitkaa ylhäältä model hydrogen bonds. Kuvan selkeyttämiseksi klikatkaa myös ribbons päälle.

Minkä välille nämä sidokset muodostuvat?

Pidempi  DNA-­molekyyli  Tällä kertaa tehdään kunnollinen pätkä DNA:ta, ja tarkastellaan sitä tarkemmin.

Sulkekaa vanha tiedosto, avatkaa uusi ja siirtykää taas nucleotide-puolelle.

Nyt kytkekää sequence täältä päälle, ja valitkaa Helix-puolelta B.

Klikkailkaa eri nukleotidejä niin pitkälle, kunnes teillä on ainakin 10-20 sarjassa, ja vasta tämän jälkeen klikatkaa tyhjää aluetta.

Laittakaa hydrogen bonds ja ribbons päälle taas.

Missä kaikkialla esiintyy vetysidoksia tällä kertaa?

Klikkaa yhtä atomia, ja siirrä molekyyliä Ctrl-nappi pohjassa. Onko DNA-pätkä mielestäsi yksi, vai kaksi molekyyliä?

Tehkää vielä molekyyli valitsemalla Helix-puolelta A. Kuinka tekemänne DNA-pätkän muoto eroaa tällä kertaa?