[Научно-популярное, Биотехнологии, Химия] Выделяем ДНК банана в домашних условиях
Автор
Сообщение
news_bot ®
Стаж: 6 лет 4 месяца
Сообщений: 27286
В анонсах мероприятий, которые проходят в Leader-ID, можно встретить неожиданные вещи. К примеру — мастер-класс по выделению молекул ДНК, для которого достаточно «оборудования» и «реагентов», которые есть на любой кухне. Этот эксперимент можно провести вместе с детьми — погрузить их, так сказать, в мир биологии и химии.![Клик для увеличения](https://linkme.ufanet.ru/box/200x100/cd1e7b4662a61584933afde88edbbbe1.png)
В основе поста — рассказ Юлии Зайцевой, кандидата биологических наук факультета биологии и экологии Ярославского Демидовского университета (ЯрГУ). Если вам удобнее формат видео, оно тут.Прежде чем мы начнем смешивать ингредиенты, буквально несколько слов про ДНК, ее структуру и роль в биологических процессах. А еще о том, как так вышло, что эту молекулу можно наблюдать невооруженным глазом. Если вы все это знаете, переходите сразу к пошаговой инструкции.Структура ДНКС химической точки зрения дезоксирибонуклеиновая кислота, или ДНК, — это длинная полимерная молекула, состоящая из блоков, нуклеотидов.Каждый нуклеотид включает:
- остаток фосфорной кислоты,
- сахар — дезоксирибозу,
- и одно из четырех азотистых оснований.
Эти блоки в ДНК повторяются.![Клик для увеличения](https://linkme.ufanet.ru/box/200x100/e81e11681cc8cf7ec9aae81cde75f066.png)
Азотистые основания — это гетероциклические органические соединения, производные пиримидина и пурина. В ДНК встречается четыре вида азотистых оснований. Для удобства их обозначают буквами:
- аденин (А),
- гуанин (Г),
- тимин (Т),
- цитозин (Ц).
Азотистые основания разных нуклеотидов соединяются между собой водородными связями согласно принципу комплементарности. Аденин образует связь с тимином.![Клик для увеличения](https://linkme.ufanet.ru/box/200x100/4f5cb6b3c1cc3ef86226f868a935dfd4.png)
А гуанин с цитозином.![Клик для увеличения](https://linkme.ufanet.ru/box/200x100/863fedf3920d5908cb612421d055c4f3.png)
В итоге молекула ДНК состоит из двух цепей нуклеотидов, ориентированных азотистыми основаниями друг к другу.![Клик для увеличения](https://linkme.ufanet.ru/box/200x100/00fe92757ac22afce8d81c6ccf405986.png)
Такая двухцепочечная молекула закручена по винтовой линии.
Эту структуру ошибочно называют спиралью, но на самом деле это двойной винт.
Роль молекулы ДНКС биологической точки зрения ДНК — макромолекула, которая обеспечивает хранение, передачу и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов. Биологическая информация в ДНК хранится в виде генетического кода, состоящего из последовательности четырех видов нуклеотидов. Так как различаются нуклеотиды только азотистыми основаниями, по основаниям их и называют:![Клик для увеличения](https://linkme.ufanet.ru/box/200x100/81bd50484c43ac7d0eeae0972085667e.png)
Размер молекулы ДНКПерейдем к математике — посчитаем длину человеческой ДНК.Общее число нуклеотидов в геноме человека — 3,2 миллиарда. Линейная длина одного нуклеотида — 0,34 нанометра. Перемножив эти показатели, получаем следующее:
Что суммарная длина молекул ДНК в одной клетке — около двух метров (общая длина цепей в двухспиральной молекуле). При этом линейная длина самой клетки — всего 30 мкм.
А размер ее ядра, в котором располагается молекула ДНК, еще в несколько раз меньше.Как же два метра ДНК помещается в клетку, диаметр которой почти в 70 тысяч раз меньше?За это отвечает механизм особой укладки ДНК в клетке, который называется компактизация. ДНК, как нить, накручивается на катушку из специальных белков — гистонов. «Катушки» сближаются друг с другом, образуя структуру, напоминающую баранки на нитке. А потом эта «нитка с баранками-катушками» формирует сложные петли. ![Клик для увеличения](https://linkme.ufanet.ru/box/200x100/3e80bd69cb7872940d3353d19d660739.png)
При такой укладке длина молекулы ДНК уменьшается в 100 тыс. разЕсли бы мы провели такую компактизацию в макромире, то смогли бы нитку длиной с Останкинскую башню (~500 метров) уложить в спичечный коробок.Длина молекул ДНК в теле человекаВ общей сложности в нашем теле ученые насчитывают около 70 триллионов клеток (своих и чужих — тут мы не забываем про микробиом). Наименьшая длина молекулы ДНК — 1,5 м.
Если умножить ее на количество клеток, получится, что общая длина цепочек ДНК в организме человека — более 100 триллионов метров. Это грандиозная величина! Она чуть ли не в 1000 раз больше, чем расстояние от Земли до Солнца (150 млн километров).
Пошаговая инструкция по выделению молекул ДНКДля эксперимента подойдет любой растительный материал. Проще работать с тем, что легче измельчить, например мякоть банана.![Клик для увеличения](https://linkme.ufanet.ru/box/200x100/2b909509dc38b755330d5c3b733e5e25.png)
Чтобы извлечь ДНК из ядра растительной клетки, нам потребуются:
- ступка с пестиком, дома можно использовать блендер;
- воронка;
- стеклянная посуда: колба, стакан, пробирка — или любая другая прозрачная емкость, которая найдется на вашей кухне;
- фильтровальная бумага или марля;
- хлорид натрия (поваренная соль) — 1,5 г;
- гидрокарбонат натрия (сода) — 5 г;
- весы, позволяющие взвешивать от одного до нескольких грамм; в отсутствие весов для соли и соды можно использовать мерные ложки — здесь главное соблюсти пропорции ингредиентов;
- детергент (лат. detergio — стираю) — это разновидность поверхностно-активного вещества, которое уменьшает поверхностное натяжение воды и способствует ее проникновению в поры и между волокнами; детергенты помогают отмывать что угодно от грязи; в домашних условиях в качестве детергента можно использовать мыло, средство для посуды или шампунь;
- дистиллированная вода — 120 мл;
- 95%-й этиловый спирт.
Шаг 1. Готовим буферный растворБуферными (англ. buff — смягчать удар) называют растворы с определенной устойчивой концентрацией водородных ионов. Проще говоря, pH такого раствора почти не меняется, даже если мы добавляем в него кислоту или щелочь. Чтобы приготовить буферный раствор для нашего эксперимента, наливаем в колбу 120 мл дистиллированной воды и добавляем в нее 1,5 грамма хлорида натрия. В домашних условиях можно использовать поваренную соль, это, конечно, не химически чистый NaCl, но для нашей миссии подойдет.![Клик для увеличения](https://linkme.ufanet.ru/box/200x100/dd26509172e596faea2a3c8a07a17118.jpg)
Далее взвешиваем и добавляем в раствор 5 грамм гидрокарбоната натрия (дома используем соду).![Клик для увеличения](https://linkme.ufanet.ru/box/200x100/c4c8e8588fb5ca0d4a58310340edb36c.jpg)
Если дома не нашлось инструментов для взвешивания 1,5 г соли и 5 г соды, можно приготовить больший объем буферного раствора с сохранением пропорции ингредиентов. В этом случае для последующих шагов берем только часть раствора.После добавления перемешиваем содержимое колбы до полного растворения.![Клик для увеличения](https://linkme.ufanet.ru/box/200x100/6fff853e81cfd4b79771c9aeb5e11ef5.jpg)
Если у вас вдруг нет такой замечательной магнитной мешалки — воспользуйтесь ложкой (тут был подмигивающий смайл, но модератор его удалил)Шаг 2. Смешиваем буферный раствор с детергентомВ качестве детергента мы используем средство для мытья посуды. Нам будет вполне достаточно 50–60 мл. Добавляем его в буфер и перемешиваем полученную смесь в течение трех минут. ![Клик для увеличения](https://linkme.ufanet.ru/box/200x100/0368779a5e3437c3b724c05c7377ad49.jpg)
Шаг 3. Подготовка сырья для извлечения ДНКМякоть банана тщательно измельчаем до однородного состояния. Дома это удобнее сделать блендером.![Клик для увеличения](https://linkme.ufanet.ru/box/200x100/bc7bd8178edff80062d07720e7fabeb1.jpg)
Шаг 4. Разрушение клеточных стенок«Полученную кашицу…» В смысле, к полученной массе добавляем холодную смесь буферного раствора с детергентом.![Клик для увеличения](https://linkme.ufanet.ru/box/200x100/fdbd1beb4e406fa080d9e3d6115a0101.jpg)
Тщательно перемешиваем.Детергент разрушает клеточные мембраны и мембраны ядер клеток. Таким образом, нити ДНК окажутся свободно плавающими.Шаг 5. Получение молекул в раствореРазрушив клеточные стенки, удаляем их: для этого фильтруем раствор в течение 10–15 минут при помощи воронки с фильтром. В нашем случае мы используем фильтровальную бумагу, но дома можно взять ткань или даже марлю.![Клик для увеличения](https://linkme.ufanet.ru/box/200x100/9c7d0794033f59d68443ab24cf2365da.jpg)
![Клик для увеличения](https://linkme.ufanet.ru/box/200x100/f941e8e9d64fbc6833c44727d36af7b6.png)
Шаг 6. ВизуализацияК полученному фильтрату по стенке сосуда под острым углом осторожно приливаем охлажденный в морозилке 95% этиловый спирт, чтобы он не перемешивался с содержимым. Добавляем сколько не жалко. Но в целом количества, равного половине имеющегося в колбе фильтрата, будет достаточно. Предчувствуя вопрос из зала, скажу сразу — нет, водка тут не подойдет.![Клик для увеличения](https://linkme.ufanet.ru/box/200x100/b1b9ff3e0e4a8b38a9073c515565af4a.jpg)
И вот на границе раздела двух жидкостей мы наблюдаем, как постепенно появляются белые нити ДНК.![Клик для увеличения](https://linkme.ufanet.ru/box/200x100/1f392e9c1ba60d168ca389b0b6b3cbad.jpg)
Из всех клеточных компонентов только ДНК быстро выпадает в осадок в спирте, образуя видимые глазу белые нити. Все остальные компоненты остаются в водной фазе.![Клик для увеличения](https://linkme.ufanet.ru/box/200x100/5ec1000380f06f9b6f6c6aa1d5ec3ec2.png)
Используя этот метод, можно выделить ДНК из любого растительного материала. На практике хорошие результаты получаются с луком, чесноком, бананами и томатами. В общем, дети будут довольны.
===========
Источник:
habr.com
===========
Похожие новости:
- [Реверс-инжиниринг, Научно-популярное] Cотворение Мира как проект и Библия как его документация
- [Data Mining, Алгоритмы, Математика, Научно-популярное] Звездный год (365 дней 369 минут), Тропический год(+ 348.5 минут) и звездные сутки(1436 минут) в радиоактивном распаде
- [Научно-популярное, Астрономия] Умирающая звезда гаснет на глазах у телескопа Хаббл (перевод)
- [Машинное обучение, Научно-популярное, Будущее здесь] Новогоднее обращение GPT-2
- [Научно-популярное, Космонавтика] 2020. Орбитальные запуски. Итоги
- [Исследования и прогнозы в IT, Читальный зал, Научно-популярное, Будущее здесь] 2020-ый год — каким его видел журнал OMNI 30 лет назад?
- [Читальный зал, Научно-популярное, Химия, Экология] В лесу родилась елочка: почему вечнозеленая хвоя вечно зеленая?
- [Научно-популярное, Биотехнологии] Реверс-инжиниринг исходного кода коронавирусной вакцины от компаний BioNTech/Pfizer (перевод)
- [Научно-популярное, Космонавтика] Финиш. Французский военный на «Союзе». Запуски года: 114 всего, 17 от России
- [Научно-популярное, Здоровье] Тридцать сребреников: культы Молоха и библейские чудеса. Настоящая история монет
Теги для поиска: #_nauchnopopuljarnoe (Научно-популярное), #_biotehnologii (Биотехнологии), #_himija (Химия), #_dnk (днк), #_banan (банан), #_blog_kompanii_leaderid (
Блог компании Leader-ID
), #_nauchnopopuljarnoe (
Научно-популярное
), #_biotehnologii (
Биотехнологии
), #_himija (
Химия
)
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 01-Июл 00:04
Часовой пояс: UTC + 5
Автор | Сообщение |
---|---|
news_bot ®
Стаж: 6 лет 4 месяца |
|
В анонсах мероприятий, которые проходят в Leader-ID, можно встретить неожиданные вещи. К примеру — мастер-класс по выделению молекул ДНК, для которого достаточно «оборудования» и «реагентов», которые есть на любой кухне. Этот эксперимент можно провести вместе с детьми — погрузить их, так сказать, в мир биологии и химии. ![]() В основе поста — рассказ Юлии Зайцевой, кандидата биологических наук факультета биологии и экологии Ярославского Демидовского университета (ЯрГУ). Если вам удобнее формат видео, оно тут.Прежде чем мы начнем смешивать ингредиенты, буквально несколько слов про ДНК, ее структуру и роль в биологических процессах. А еще о том, как так вышло, что эту молекулу можно наблюдать невооруженным глазом. Если вы все это знаете, переходите сразу к пошаговой инструкции.Структура ДНКС химической точки зрения дезоксирибонуклеиновая кислота, или ДНК, — это длинная полимерная молекула, состоящая из блоков, нуклеотидов.Каждый нуклеотид включает:
![]() Азотистые основания — это гетероциклические органические соединения, производные пиримидина и пурина. В ДНК встречается четыре вида азотистых оснований. Для удобства их обозначают буквами:
![]() А гуанин с цитозином. ![]() В итоге молекула ДНК состоит из двух цепей нуклеотидов, ориентированных азотистыми основаниями друг к другу. ![]() Такая двухцепочечная молекула закручена по винтовой линии. Эту структуру ошибочно называют спиралью, но на самом деле это двойной винт.
![]() Размер молекулы ДНКПерейдем к математике — посчитаем длину человеческой ДНК.Общее число нуклеотидов в геноме человека — 3,2 миллиарда. Линейная длина одного нуклеотида — 0,34 нанометра. Перемножив эти показатели, получаем следующее: Что суммарная длина молекул ДНК в одной клетке — около двух метров (общая длина цепей в двухспиральной молекуле). При этом линейная длина самой клетки — всего 30 мкм.
![]() При такой укладке длина молекулы ДНК уменьшается в 100 тыс. разЕсли бы мы провели такую компактизацию в макромире, то смогли бы нитку длиной с Останкинскую башню (~500 метров) уложить в спичечный коробок.Длина молекул ДНК в теле человекаВ общей сложности в нашем теле ученые насчитывают около 70 триллионов клеток (своих и чужих — тут мы не забываем про микробиом). Наименьшая длина молекулы ДНК — 1,5 м. Если умножить ее на количество клеток, получится, что общая длина цепочек ДНК в организме человека — более 100 триллионов метров. Это грандиозная величина! Она чуть ли не в 1000 раз больше, чем расстояние от Земли до Солнца (150 млн километров).
![]() Чтобы извлечь ДНК из ядра растительной клетки, нам потребуются:
![]() Далее взвешиваем и добавляем в раствор 5 грамм гидрокарбоната натрия (дома используем соду). ![]() Если дома не нашлось инструментов для взвешивания 1,5 г соли и 5 г соды, можно приготовить больший объем буферного раствора с сохранением пропорции ингредиентов. В этом случае для последующих шагов берем только часть раствора.После добавления перемешиваем содержимое колбы до полного растворения. ![]() Если у вас вдруг нет такой замечательной магнитной мешалки — воспользуйтесь ложкой (тут был подмигивающий смайл, но модератор его удалил)Шаг 2. Смешиваем буферный раствор с детергентомВ качестве детергента мы используем средство для мытья посуды. Нам будет вполне достаточно 50–60 мл. Добавляем его в буфер и перемешиваем полученную смесь в течение трех минут. ![]() Шаг 3. Подготовка сырья для извлечения ДНКМякоть банана тщательно измельчаем до однородного состояния. Дома это удобнее сделать блендером. ![]() Шаг 4. Разрушение клеточных стенок«Полученную кашицу…» В смысле, к полученной массе добавляем холодную смесь буферного раствора с детергентом. ![]() Тщательно перемешиваем.Детергент разрушает клеточные мембраны и мембраны ядер клеток. Таким образом, нити ДНК окажутся свободно плавающими.Шаг 5. Получение молекул в раствореРазрушив клеточные стенки, удаляем их: для этого фильтруем раствор в течение 10–15 минут при помощи воронки с фильтром. В нашем случае мы используем фильтровальную бумагу, но дома можно взять ткань или даже марлю. ![]() ![]() Шаг 6. ВизуализацияК полученному фильтрату по стенке сосуда под острым углом осторожно приливаем охлажденный в морозилке 95% этиловый спирт, чтобы он не перемешивался с содержимым. Добавляем сколько не жалко. Но в целом количества, равного половине имеющегося в колбе фильтрата, будет достаточно. Предчувствуя вопрос из зала, скажу сразу — нет, водка тут не подойдет. ![]() И вот на границе раздела двух жидкостей мы наблюдаем, как постепенно появляются белые нити ДНК. ![]() Из всех клеточных компонентов только ДНК быстро выпадает в осадок в спирте, образуя видимые глазу белые нити. Все остальные компоненты остаются в водной фазе. ![]() Используя этот метод, можно выделить ДНК из любого растительного материала. На практике хорошие результаты получаются с луком, чесноком, бананами и томатами. В общем, дети будут довольны. =========== Источник: habr.com =========== Похожие новости:
Блог компании Leader-ID ), #_nauchnopopuljarnoe ( Научно-популярное ), #_biotehnologii ( Биотехнологии ), #_himija ( Химия ) |
|
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы
Текущее время: 01-Июл 00:04
Часовой пояс: UTC + 5