يعد بناء نموذج الحمض النووي بنفسك مشروعًا علميًا ممتعًا يمكنك القيام به باستخدام مواد متاحة بسهولة ويسهل العثور عليها. باستخدام العصي القطيفة (كل من منظفات الأنابيب وأدوات DIY)، وشريط لاصق، وكرات الستايروفوم، وأعواد الأسنان، يمكنك بناء نموذج ثلاثي الأبعاد يحتوي على جميع مكونات الحلزون المزدوج للحمض النووي، بما في ذلك السكر (الديوكسيريبوز)، والعمود الفقري للفوسفات، والنيتروجين القواعد (السيتوزين، الثايمين، الجوانين، والأدينين).
خطوات
باستخدام عصي قطيفة
1 اشترِ عبوة من أعواد القطيفة متعددة الألوان. حاول العثور على حزمة من الأربطة التي تحتوي على 6 ألوان على الأقل. ستحتاج إلى ألوان مختلفة لكل جزء من نموذج الحمض النووي، بالإضافة إلى أنها ستجعل نموذجك أكثر حيوية وجاذبية. X موارد البحث
- إذا لم تتمكن من العثور على علبة مكونة من 6 ألوان، فلا بأس بذلك. يمكنك استخدام نفس الألوان لبناء أقسام مختلفة من نموذج الحمض النووي إذا لزم الأمر.
- يمكنك العثور على العصي المخملية في متجر الحرف المحلي أو السوبر ماركت، أو يمكنك طلبها عبر الإنترنت.
2 اختر لونين للخيوط الخارجية و 4 ألوان للخيوط الداخلية. سيكون لنموذج الحمض النووي خيوط تمتد على طول الجزء الخارجي منه وأخرى موجودة في الداخل. لا يهم اللون الذي تختاره للخيط، لكن حاول استخدام 6 ألوان مختلفة إذا استطعت. X موارد البحث
- على سبيل المثال يمكنك اختيار العصي المخملية الزرقاء والوردية للخيوط الخارجية، والعصي المخملية الخضراء والأصفر والأرجواني والأحمر للخيوط الداخلية.
- يمثل اللونان للخيوط الخارجية السكر (الديوكسيريبوز) والفوسفات، بينما الألوان الأربعة للخيوط الداخلية هي السيتوزين والثايمين والجوانين والأدينين.
3 خذ اثنين من العصي المخملية بلونين مختلفين لتمثيل الخيوط الخارجية ولفها معًا. ابدأ بإمساك العصا بالتوازي، بحيث تلامس نهايتيهما طرفًا واحدًا، ثم لفهما معًا باستخدام يديك، بدءًا من هذين الطرفين وصولاً إلى الطرف الآخر. X موارد البحث
- عند الانتهاء، يجب أن تكون قد صنعت ملفًا طويلًا من لونين مختلفين من القطيفة.
4 كرر باستخدام عصي مخملية من نفس اللونين السابقين لعمل الخيط الآخر. عند الانتهاء، يجب أن يكون لديك خيوط خارجية متطابقة ملتوية. تأكد من استخدام نفس اللونين للخيوط الخارجية التي تصنعها. X موارد البحث
- على سبيل المثال إذا استخدمت القطيفة الوردية والزرقاء لعمل الخيط الخارجي الأول، فستحتاج إلى استخدام القطيفة الوردي والأزرق لعمل الخيط الخارجي الثاني أيضًا.
5 خذ خمسة أعواد من المخمل من خمسة ألوان مختلفة لتمثيل الخيوط الداخلية وقطع كل عصا إلى 5 أجزاء متساوية. لتقطيع العصي إلى 5 قطع متساوية، ابدأ بقياس العصا بمسطرة وقسم طولها على الخمس (أو قدر الطول بالعين إذا أردت) ثم قم بطي كل عصا فوق الأجزاء التي ستقطعها منه. استخدم المقص لفصل الشفاط إلى 5 قطع متساوية الطول بقص التجاعيد التي صنعتها. X موارد البحث
- نظرًا لأنك ستستخدم 4 أعواد مخملية وتقطع كل منها إلى 5 قطع متساوية، بعد الانتهاء من هذه الخطوة، يجب أن يكون لديك إجمالي 20 قطعة.
6 قم بإقران 10 أعواد مقطوعة كالأوتار الداخلية لكل خيط خارجي. يمكنك إقران أي من القواطع مع أي من الخيوط الخارجية، ولكن الشيء المهم هو محاولة استخدام لونين فقط لتمثيل الخيوط الداخلية المرفقة بكل خيط خارجي. X مصدر البحث تأكد من أن جميع القواعد النيتروجينية (الأدينين، الثايمين، السيتوزين، والجوانين) ممثلة على الخيوط الخارجية، من خلال تخصيص لون معين لكل قاعدة.
- على سبيل المثال يمكنك استخدام اللون الأحمر للأدينين والأزرق للثيمين والأخضر للسيتوزين والأصفر للجوانين.
- بعد تحديد الألوان، يمكنك إقران القواعد التكميلية بدقة. يقترن الأدينين دائمًا بالثيمين، بينما يقترن الجوانين دائمًا بالسيتوزين. لذلك إذا كان لديك قطيفة حمراء (أدينين) على جانب واحد، ضع قطيفة زرقاء (ثايمين) في نفس المكان على الجانب الآخر … وهكذا.
- بعد الانتهاء من إقران الخيوط الداخلية والخارجية، احتفظ بها منفصلة حتى لا تختلط جميع أعواد القطيفة معًا.
7 قم بتوصيل الخيوط الداخلية بالخيوط الخارجية المقابلة. ابدأ بلف الخيوط الداخلية حول الخيط الخارجي الذي تتبعه، متباعدة بالتساوي أعلى وأسفل كل خيط. قم بتبديل الألوان بين كل خيط وما يليه، مع ترك حوالي بوصة واحدة من كل خيط داخلي يمتد من الخيط الخارجي الذي يتم توصيله به. X موارد البحث
- ستحتاج إلى جعل أطراف الخيوط الداخلية الممتدة من الخيوط الخارجية تشير جميعها في نفس الاتجاه.
8 قم بمحاذاة الخيوط الداخلية على كلا الجانبين وقم بربط الجانبين المتقابلين معًا بشريط لاصق. يجب أن يبدو القطيفة مثل سلم عندما تصطف الخطوط على كلا الجانبين. لربط الخيوط الداخلية معًا، ما عليك سوى محاذاة الأطراف بحيث تتداخل قليلاً ثم لف قطعة من الشريط الشفاف حولها. افعل ذلك لكل مجموعة من الخيوط الداخلية على طول النمط. X موارد البحث
- إذا لم يكن لديك شريط لاصق واضح، فلا مشكلة، يمكنك استخدام شريط مختلف بدلاً من ذلك – قد يكون مرئيًا قليلاً بعد الانتهاء من عمل النمط.
9 قم بلف الخيوط على شكل حلزون لإنهاء نموذج الحمض النووي. ابدأ بإمساك كل طرف بيد واحدة، ثم قم بتدوير يديك ببطء في اتجاهين متعاكسين لتشكيل السلم في شكل حلزون. بمجرد أن يتشكل النموذج في شكل حلزوني، اضغط على يديك معًا لضغط النمط لتسويته قليلاً للمساعدة في الحفاظ على العصي القطيفة ملتوية في شكل حلزون. بمجرد أن يتم تثبيت نموذج الحمض النووي الذي صنعته على شكله ؛ بذلك تكون قد انتهيت! X موارد البحث
- إذا بدأ نمطك يفقد شكله بعد فترة، فلفه لأعلى واضغط عليه مرة أخرى بيديك.
اصنع نموذج DNA الستايروفوم
1 اشتر 48 كرة ستايروفوم بيضاء لمشروعك. ابحث عن كرات الستايروفوم التي يبلغ قطرها 2.5 سم. تأكد من أن الكرات بيضاء لأنك ستحتاج إلى تلوينها بألوان مختلفة لمشروعك. X موارد البحث
- يمكنك العثور على كرات الستايروفوم في متجر الحرف المحلي أو عبر الإنترنت.
2 خذ 24 كرة، لون 12 منها باللون الأخضر، واترك 12 كرة بيضاء كما هي. ستشكل هذه الكرات الخضراء والبيضاء الخيوط التي تمتد على طول الجزء الخارجي من قالب الحمض النووي الذي تصنعه، وتعمل مثل السكر والفوسفات في الحلزون المزدوج. لطلاء نصف الكرات باللون الأخضر، استخدم فرشاة الرسم لرسم طبقة رقيقة من الطلاء المائي الأخضر، ثم اترك الكرات تجف أثناء العمل على باقي النموذج. X موارد البحث
- يمكنك العثور على طلاء مائي في متجر الحرف المحلي أو السوبر ماركت. يمكنك أيضًا طلبها عبر الإنترنت.
3 قسّم الكرات الـ 24 الأخرى إلى مجموعات مكونة من 6 كرات ولون كل مجموعة بلون مختلف. استخدم الأحمر والأزرق والأصفر والبرتقالي، كل لون لرسم مجموعة من أربعة. ستشكل هذه الكرات الخيوط الداخلية لقالب الحمض النووي، والذي يمثل الجوانين والسيتوزين والثايمين والأدينين. X موارد البحث
- عندما تنتهي من طلاء كل كرة، اتركها لتجف على ورقة جريدة أو منشفة ورقية.
- يجب أن يكون لديك 6 كرات حمراء و 6 زرقاء و 6 صفراء و 6 كرات برتقالية.
4 أدخل كرة حمراء وكرة صفراء في عود أسنان حتى يتم توصيلهما. يتكون نموذج الحمض النووي من “أشواط” فردية (مثل السلم)، وستكون هاتان الكرتان مركز الدرجة الأولى. لا تقرب الكرات بما يكفي لتلمسها، لكن اترك مسافة صغيرة بينها. X موارد البحث
5 قم بتوصيل كرة بيضاء بكل طرف من الشق الأول. ابدأ بإدخال عود الأسنان في الكرات الحمراء والصفراء بحيث تكون كل عود أسنان في محاذاة تلك الموجودة في المنتصف، ثم أدخل كرتين بيضاء في نهايتي كل عود أسنان. X موارد البحث
- عند الانتهاء، يجب أن تحتوي الطبقة الأولى على كرة بيضاء في كل طرف وكرة حمراء وصفراء في المنتصف.
6 أدخل المسواك في قمم الكرات البيضاء بزوايا متقابلة. ستساعد أعواد الأسنان – اختيار كل كرة بيضاء – في دعم الدرجة التالية في نموذج الحمض النووي، لذلك عليك أن تجعلها تبرز بناءً على اللون الأبيض في الدرجة الأولى. ومع ذلك، لإعطاء عينة الحمض النووي الشكل الحلزوني المناسب، ستحتاج إلى زاوية أعواد الأسنان قليلاً بحيث تشير في اتجاهين متعاكسين. X موارد البحث
- لا يجب أن تكون زاوية المسواك دقيقة. طالما أنهم موجودون في المجالات بزاوية ويميلون في اتجاهين متعاكسين، يجب أن يعمل هذا مع النمط.
7 أدخل كرة خضراء في أعواد الأسنان التي تخرج من كل كرة بيضاء. ادفع الكرات الخضراء لأسفل حتى تصل إلى الكرات البيضاء. ستشكل هذه الكرات الخضراء والبيضاء الخيوط الخارجية لنمطك، وتساعد في دعم الدرجة التالية. X مصدر البحث تمثل المجالات الخضراء الفوسفات، بينما تمثل الكرات البيضاء السكر (deoxyribose).
- نظرًا لأنك قمت بزاوية أعواد الأسنان أثناء إدخالها في الكرات البيضاء، يجب أن تكون الكرات الخضراء بزاوية مع الكرات البيضاء أيضًا.
8 قم بإنشاء النتيجة التالية باستخدام الكرات الزرقاء والبرتقالية هذه المرة. يجب أن تتناوب الألوان عند كل ظل في النمط الخاص بك. نظرًا لأنك استخدمت الكرات الحمراء والصفراء لإنشاء الدرجة الأولى، فستحتاج إلى استخدام الكرات الزرقاء والبرتقالية للدرجة التالية. تمامًا كما في الخطوة الأولى، ابدأ بربط كرة زرقاء وبرتقالية بعود أسنان، ثم اربط كرة بيضاء بكل طرف من طرفي الخطوة. X موارد البحث
- لتمثيل أزواج القاعدة التكميلية بدقة، تأكد دائمًا من إقران الأحمر بالأصفر والأزرق مع البرتقالي بين الخيوط.
- يجب أيضًا إدخال عود أسنان في كل كرة بيضاء بزاوية في اتجاهين متعاكسين كما فعلت مع الشق الأول.
9 استخدم عود أسنان لربط الدرجة الثانية بالكرات الخضراء. أدخل عود أسنان في كل كرة خضراء بحيث تكون بزاوية مماثلة لاتجاه عود الأسنان في الكرة البيضاء تحتها، ثم قم بتوصيل الكرات البيضاء في الطرف الثاني من أعواد الأسنان. X موارد البحث
- في هذه المرحلة ستتمكن من رؤية بداية الشكل الحلزوني لقالب الحمض النووي.
10 استمر في إضافة درجات جديدة حتى تستخدم كل كرات الستايروفوم. تذكر تبديل الألوان التي تستخدمها عند بناء الدرجات. أيضًا، لا تنس إرفاق كرات خضراء بين كل درجة في النموذج. بمجرد استخدام كل الكرات، يكون نموذج الحمض النووي الخاص بك قد اكتمل! X موارد البحث
- إذا كنت تريد أن يقف النموذج في وضع مستقيم من تلقاء نفسه، فقم بإرفاق الدرجة في الجزء السفلي بمكعب الستايروفوم باستخدام عود أسنان.
الأشياء التي سوف تحتاجها
باستخدام عصي قطيفة
عبوة من عصي القطيفة متعددة الألوان
مقص
شريط لاصق
اصنع نموذج DNA الستايروفوم
48 كرة ستايروفوم
الطلاء المياه القائمة
فرشاة الرسم
المسواك
مكعب الستايروفوم (اختياري)