DNA-mallin tutkiminen

Harjoitus 6		Tässä tehtävässä käytetään Chime-apuohjelmaa. Näppäinohjeet koskevat Windows-ympäristöä. Mac-ohjeet (engl.) ovat Chimen valikon Mouse-kohdassa.
DNA-mallin tutkiminen
Voit liikutella mallia viemällä hiiren osoittimen mallin päälle ja pitämällä vasemman näppäimen alas painettuna. Mallin koko muuttuu, kun pidät Shift (Vaihto-näppäintä alhaalla hiiren vasemman näppäimen lisäksi. Toimintovalikko aukeaa hiiren oikean näppäimen näpäyksellä.

Värikoodi (CPK): O punainen, C harmaa, H valkoinen, N sininen, P keltainen
Kaksoissidokset eivät näy mallissa kahtena viivana tai palkkina, mutta niiden vaikutus molekyylin muotoon näkyy selvästi. (1) Muistathan, että...
Kääntele aluksi wireframe-mallia (jossa näkyy selvästi sidosten suunta) ja muuta kokoa. Kokeile myös sticks-mallia
Tutki, millaisia ovat muodoltaan ja asennoltaan a) fosfaattiryhmät b) deoksiriboosiryhmät c) emäkset. (2) Huomasithan, että...

Vaihda mallin esitystavaksi spacefill (valikko, Display). Millainen yleisvaikutelma molekyylistä syntyy?
(3) Huomasithan, että...
Mallia voit tutkia vielä monella muullakin tavalla. Esimerkiksi molekyylin mittasuhteista saat käsityksen toiminnolla Select, Mouse Click Action, Distance ja sitten osoittamalla hiirellä atomeja, joiden välisen etäisyyden haluat selvittää. Ohjelma käyttää yksikkönä ångströmiä Å (= 10^–10 m)
Tutki, mitä DNA:n pinta näyttää sivuilta ja akselin suunnasta katsottuna. Mitä atomeja ja ryhmiä pinnassa on? Voit tarkastella pintaa myös valikon toiminnon Select, Display List ja Create Molecular Surface avulla. Toggle Visibility palauttaa mallin ennalleen. Toinen vaihtoehto on valita Options, Dot surface. (4) Huomasithan, että...
Vetysidokset saat näkyviin valikon kohdasta Options, Display Hydrogen Bonds
Valinnalla Options, Labels saat näkyviin emästen lyhenteet A, T, C, G.
Valinnalla Select Nucleic, Backbone ja uudelleen Select, sitten Hide ja Hide Selected saat näkyviin pelkät emäsparit, joiden asentoa ja sijaintia voi näin tarkastella paremmin kuin kokonaisesta mallista. Vetysidokset kannattaa lisätä tähän näkymään. (5) Huomasithan, että...
Toimimalla muuten samoin kuin edellä, mutta valitsemalla Hide Not Selected, saat juosteen runkorakenteen näkyviin. Huomaa, että vetyatomit eivät silloin näy.

Muistathan, että kaksoissidoksen hiiliatomista lähtee kolme sidosta samaan tasoon – samoin karbonyyliryhmän hiilestä. Toinen sidoksen elektronipareista muodostaa tason ylä- ja alapuolelle elektronipilven.
a) Fosfaattiryhmässä sidokset suuntautuvat tetraedrin kärkiin. Kohdat, joista happiatomi ei ole sitoutunut deoksiribooseihin suuntautuvat ulospäin (poispäin emäksistä). b) Deoksiriboosirengas on hieman taipunut. Renkaat suuntautuvat ulkopinnasta sisäänpäin ja ovat osittain fosfaattiryhmien varjossa. Akselin suunnasta laaditussa mallissa harmaa (jossa on hieman punaista) on deoksiriboosivyöhykettä. Emäkset on poistettu kuvasta. c) Emäkset ovat jokseenkin tasomaisia (miksi?). Ne ovat sijoittuneet kierteen sisäpuolelle.
DNA-molekyyli on tiukkaan pakattu. Emäkset sijoittuvat hyvin lähelle toisiaan.
Valkoisessa mallissa näkyy molekyylin pintaa sivulta katsottuna. Kierteen rakenne paljastuu kuvassa hyvin, emäsalueen pinta on uurteissa, jotka jäävät kierteiden väliin. Uurteita on kahta leveyttä. Pinnan selvästi esiin työntyvään osaan sijoittuu pääosin fosfaattiryhmien happi- ja fosforiatomeja sekä deoksiriboosin vety- ja hiiliatomeja. Syvennyksen emästen typpiatomit paljastuvat vain osittain.
Vetysidokset eivät ole samansuuntaisia peräkkäisten emäsparien välillä. Niiden asento noudattaa kierteen muotoa (kuten emäsparienkin).