Contenu
- La structure de base de l'ADN
- Modèles de collège: articles recyclés
- Modèles d'école secondaire: creuser plus profondément dans l'ADN
L'acide désoxyribonucléique, ou ADN, a été découvert en 1953 par James Watson, Francis Crick et Rosalind Franklin. Cette molécule est considérée comme la base fondamentale de la vie, car elle contient les informations nécessaires à la construction des protéines et des structures nécessaires à tous les organismes. Chaque ADN humain est unique en termes de séquence de milliers de paires de bases azotées, de la même manière que chaque livre contient des mots, mais aucun livre ne contient les mêmes phrases ni le même ordre de mots.Mais tout l’ADN se présente sous la forme d’une structure simple, une double hélice, constituée d’une série répétitive de groupes phosphate, de sucres à cinq carbones et de bases azotées, représentés schématiquement par les lettres A, C, G et T.
Les modèles d'ADN peuvent être construits à partir d'une variété d'articles quotidiens facilement disponibles. De tels modèles constituent des outils précieux pour communiquer l'essentiel de cet élégant travail de la nature.
La structure de base de l'ADN
Une double hélice peut être conçue comme une échelle très longue et flexible, les côtés de l’échelle étant tordus dans des directions opposées à partir des deux extrémités, le résultat étant une forme en spirale. Les "barreaux" sont les liaisons hydrogène entre les paires de bases adjacentes, A (adénine) ne se liant qu’à T (thymine) et C (cytosine) ne se liant qu’à G (guanine). Chaque base se lie à un sucre à cinq carbones (S) opposé à sa liaison hydrogène, et ces sucres se lient les uns aux autres le long des côtés de "l'échelle" via un groupe phosphate (P) entre eux.
Il est important de visualiser le degré de torsion afin de créer des modèles de la molécule d’ADN. La double hélice effectue une "torsion" complète environ toutes les cinq à six paires de bases. Mais tout modèle correct n'a besoin que de l'essentiel: les sucres, les phosphates et les bases doivent tous se trouver dans la bonne position les uns par rapport aux autres.
Modèles de collège: articles recyclés
Un esprit de conservation de l'environnement peut apparaître dans la construction de modèles d'ADN. Après avoir consulté un diagramme détaillant la structure de base de la molécule, déterminez combien d'objets différents sont nécessaires pour représenter une longueur d'ADN. (La réponse est six: une pour A, C, G, T, S et P.) Travaillez seul ou en groupe, dressez une liste d'articles dans les bacs de recyclage de l'école ou de la maison qui pourraient vraisemblablement s'assembler pour créer un modèle de la molécule.
Les éléments sélectionnés doivent être de taille similaire et pas trop volumineux pour créer un modèle précis. Par exemple, un type de canette de soda différent pour chacune des quatre bases pourrait être combiné à l'utilisation de portions de cartons à œufs pour les sucres et de bâtonnets de sucette glacée pour les groupes phosphate.
Modèles d'école secondaire: creuser plus profondément dans l'ADN
Lors de la création de modèles d’ADN plus élaborés, l’un des défis consiste à expliquer pourquoi A pourrait être associé à T et uniquement à T, et de même pour C et G. (La réponse est qu’au niveau de leur conformation tridimensionnelle dans l’espace, Par exemple, un modèle en argile avec un fil flexible formant l’épine dorsale des "barreaux" et des "flancs" est un moyen idéal de le représenter. Utilisez différentes couleurs d'argile pour les quatre types de base et créez différentes formes plausibles pour chacun; ils doivent seulement être cohérents et répondre aux critères de "montage de pièces de puzzle".
Pour plus de crédit, formulez des hypothèses sur la raison pour laquelle l’ADN se transforme en une double hélice plutôt que de rester dans une forme d’échelle de base. (Réponse: les charges positives et négatives sur les différentes molécules s’attirent et se repoussent de manière à garantir que la double hélice soit le seul moyen pour la molécule d’exister sous une forme stable.)