Skip to main content
header

تجربة منزليّة – بناء مجسّم للـ"دي. إن. إيه" (DNA) من الحلوى

ماذا نرى؟

سلّم ملتفّ بشكل لولبي ومصنوع من حلوى. تتألّف أعمدة السّلّم من مركّبين، السّكّر والفوسفور، التي نستبدلها نحن بقطعٍ بيضاء وسوداء من الحلوى، بالتناوب، في حين تتألّف درجات السّلم من أربعة مكوّنات – خضراء وصفراء وزهريّة وبرتقاليّة، وهي تظهر على شكل أزواج. كل مركّبات السّلم موصولة بعضها ببعض بواسطة عيدان أسنان.
 

المواد اللازمة:

  • رزمة من "المارشملو" التي تحتوي على قطع زهريّة وبيضاء (أو أي نوع من قطع الحلوى اللّينة التي باستطاعتكم أن تغرزوا فيها العيدان)
  • حلوى "عرق السّوس"
  • رزمة من "المارشملو" بمختلف الألوان
  • عيدان أسنان دقيقة
  • سكّين

 

طريقة العمل:

  1. قصّوا عرق السّوس بحذر بواسطة السّكين لتحصلوا على 24 قطعة طول كل منها حوالي 1 إلى 1.5 سنتيمتر. (يمثّل عرق السّوس الفوسفور بالنّسبة لنا)
  2. تناولوا 12 حبّة "مارشملو" بيضاء وقسّموا كلّ منها على طولها إلى شطرين (ترمز حبّات المارشملو البيضاء إلى جزيئات السّكّر).
  3. اختاروا 12 حبّة "مارشملو" من رزمة الحبّات الملوّنة. اختاروا أربعة ألوانٍ فقط، وقسّموا كل حبّة إلى شطرين بالسّكّين (يرمز كل لون إلى قاعدة نيتروجينيّة مختلفة. مثلا: أخضر = أدينين، زهري = سيتوزين، برتقالي = ثيمين، أصفر = غوانين).
  4. ابنوا أعمدة السلسلة المزدوجة بواسطة غرز قطعة "مارشملو" واحدة وقطعة أخرى من عرق السّوس على عود الأسنان بالتّناوب. عندما يمتلئ العود بقطع الحوى، اغرزوا عودًا آخر بالقطعة الأخيرة واستمرّوا على نفس المنوال. هكذا يتكوّن لديكم عمود سلّم الـ"دي.إن.إيه".
  5. بواسطة عيدان الأسنان، اغرزوا حبّة "مارشملو" ملوّنة بشكل معامد على كل حبّة "مارشملو" بيضاء في أعمدة السلسلة.
  6. ملاحظة: على القواعد النّيتروجينية أن تظهر دائمًا حسب الأزواج التالية: أدينين مقابل ثيمين وسيتوزين مقابل غوانين، لذا خطّطوا الحلويات المستخدمة بحذر.
  7. اشبكوا السّلسلتين بواسطة وصل حبّات "المارشملو" الملوّنة الملائمة لبعضها البعض في جهتي السّلم (اغرزوا الأقسام البارزة من عيدان الأسنان بحبّات المارشملو المقابلة. على الحبّات التي تمثل القواعد أن تتلامس بصعوبة).
  8. احملوا سلّم الدّنا الكامل واجعلوه يلتفّ حول نفسه بشكل لولبي.

 

ماذا أيضاً؟

في المنزل لديكم مواد أخرى بامكانكم استخدامها لبناء مجسّم مشابه.

بامكانكم كذلك أن تغيّروا ترتيب درجات السّلم (أي ترتيب القواعد النيتروجينيّةة). كل ثلاثيّة قواعد هي عبارة عن شفرة لاستخدام حمض أميني واحد.

تستطيعون، مثلا، أن تبنوا السلسلة الملائمة لتكوين الهيموجلوبين الصالح والهيموجلوبين غير الصّالح والذي يؤدي إلى مرض "فقر الدم المنجلي".
بإمكانكم كذلك أن تبنوا الحمض الريبي النووي (المعروف بالـ "آر.إن.إيه") حسب سلسلة الـ"دي.إن.إيه" التي بنيتموها: افتحوا السلسلة المزدوجة للـ"دي.إن.إيه"، واختاروا أحد العمودين منها – ستكون السّلسلة في هذا العمود أساس عمليّة تكوين الحمض الريبي النووي. يختلف جزيء الحمض الريبي النووي عن الـ"دي.إن.إيه" بكونه يتألّف من سلسة واحدة ووحيدة وبأنّ قاعدة الأدينين (A) مستبدلة فيه بقاعدة أخرى اسمها يوراسيل (U، قطعة "مارشملو" بلون جديد) للارتباط مع قاعدة الثيمين (T).
ملاحظة: يختلف الحمض الريبي النووي عن حمض الـ"دي.إن.إيه"بكونه يحتوي على سكّر الرّيبوز بدل الرّيبوز المنقوص الأوكسجين.
 

أين العلم في هذا؟

إنّ سلّم الحلوى اللّولبي ما هو سوى مجسّم لجزيئات الحمض الريبي النووي منقوص الأوكسجين (أو "دي.إن.إيه"، اختصارًا - DNA) الموجود في نواة كل خليّة حيّة. الـ "دي.إن.إيه"، هو عبارة عن المادّة الوراثيّة التي تحدّد خواص وصفات أي كائن حي: النباتات والفطريات والحيوانات والجراثيم... الـ "دي.إن.إيه"، مبني على شكل جزيء طويل ملتف التفافًا أيمن حول محور، مشكّلا بذلك سلسلة مزدوجة. إنّ البنية الحيّزية لجزيء الـ "دي.إن.إيه"مشابهة جدًا لمبنى سلّم لولبي يتألّف من ثلاثة أجزاء:

1. بينتوز: سكّر يتألّف من خمس ذرات كربون على شكل حلقة.
2. أحماض فوسفورية، نرمز لها بالمعادلة H3PO4، من فئة واحدة أو من عدّة أنواع.
3. قاعدة نيتروجينيّة – وهي حلقة تتكوّن من الكربون والنيتروجين.

تكوّن الأحماض الفوسفوريّة وسكّر البينتوز (التي استعضنا عنها في مجسّمنا بعرق السّوس وحبّات "المارشملو" البيضاء) الجزء الخارجي للسلسلة – أي "أعمدة السّلّم". يتعاقب هذان المرّكبان، بالتّناوب، على طول السّلسلة، ويكونان مقابلين لمحور السلسلة المزدوجة. أمّا القواعد النّيتروجينيّة (أي حبّات "المارشملو" الملوّنة في مجسّمنا) فتتجه إلى داخل السّلم، بشكل معامد تقريبًا على الأعمدة، مكوّنة بذلك "درجات السّلّم". في عمليّة بناء السّلسلة على قاعدة الأدينين (A) أن ترتبط دومًا بقاعدة الثيمين (T) وقاعدة الغوانين (G) بقاعدة السيتوزين (C) (حسب الألوان التي اخترتموها). تتّصل أزواج القواعد ببعضها البعض بروابط هيدروجينيّة (وفي مجسّمنا، بواسطة عيدان الأسنان)، ما يمنح السلسلة المزدوجة استقرارًا كافيًا. ويحقّق المبنى الناتج الخاصيّتين المميّزتين لسلسلة الـ "دي.إن.إيه":
فهي تستطيع أن تستنسخ ذاتها بواسطة تكوين سلسلتين مُكمّلتين لبعضهما البعض.
وهي تحتوي على كلّ المعلومات والإرشادات اللازمة كي يستطيع الكائن الحيّ أن يحيا وينمو ويؤدّي مهامّه الحياتية الأساسيّة.

عودة لقائمة التجارب

Image source: The blog of the Austin Children’s Museum

Date Created: 22/11/12
Date Updated: 12/12/12