Olejové krůpěje ve vodě
Malé množství oleje vlijeme do kádinky s vodou. Na povrchu se vytvoří olejová oka. Na hladině jsou to téměř dvojrozměrné útvary. Pokud vodu s olejem opatrně zamícháme, vytvoří se kulovité kapičky oleje, které (vlivem rozdílné hustoty vody a oleje) rychle stoupají k hladině, na které se roztáhnou tenké blanky. Prostorově jsou to však kuličky, které oddělují vnitřní prostředí od prostředí vnějšího. Pokud by uvnitř byla organické látka, která by řídila a umožňovala rozdělení kapičky, máme proces napodobující řízené množení buňky.
Hra s nukleovými kyselinami
Trochu (všeobecně známé) teorie:
Ribonukleová kyselina (RNA) je tvořena vláknem ribonukleotidů a obsahuje cukr ribózu a nukleové báze adenin, guanin, cytosin a uracil. Nukleové báze sedí na ribózo-fosfátové kostře, na kterou nasedají nukleové báze: adenin, guanin, cytosin a uracil. Je zodpovědná za přenos informace z úrovně nukleových kyselin do proteinů. Molekula RNA je obvykle jednovláknová.
DNA je v mnoha ohledech podobná, ale je dvouvláknová a má nukleové báze adenin, guanin, cytosin a thymin. Je nositelka genetické informace. Oblast DNA nesoucí gen je přepsána do mediátorové RNA (mRNA).
Nukleové báze jsou navzájem pospojovány vodíkovými můstky na bázi komplementarity: adenin se páruje s thyminem, či uracilem, guanin se páruje s cytosinem. My vodíkové můstky zobrazíme propojením lepivých stran zipů.
Tři za sebou jdoucí báze tvoří triplet (kodon) v mRNA. Kodon určuje druh aminokyseliny, a tedy vlastnosti bílkoviny, a tedy vlastnosti buňky, potažmo celého organismu.
Pomůcky: Úzké suché zipy 6 rozdílných barev (např. oranžová, bílá, fialové, hnědá, žlutá), pravítko, nůžky.
Černý zip znázorňuje ribózo-fosfátovou kostru.
1. barva – oranžová znázorňuje adenin.
2. barva – bílá znázorňuje guanin.
3. barva – fialová znázorňuje cytosin.
4. barva – hnědá znázorňuje uracil.
5. barva – žlutá znázorňuje thymin.
Postup: Z černého zipu nastříháme 30 cm dlouhé dvojité kousky. Z barevných zipů 5 cm dlouhé dvojité kousky. Zipy oddělíme od sebe.
Počet dvojitých kousků barevných zipů by měl být minimálně 90 (tj. 180 samostatných kousků), raději více, pro jednoho žáka počítejme s 9 dvojitými kousky (dvojitým kouskem je míněn spojený zip) a s 4 dvojitými kousky tmavého pásku.
1. Hra – Vytvořím si krátký úsek RNA
Na ribózo-fosfátovou kostru (černý zip 30 cm) žáci dle vlastního výběru barev kolmo přichytí 9 barevných kousků v asi 2 cm intervalech. Nepoužijí žlutý zip (ten je pro DNA). Pořadí barev napodobuje pořadí bází na jednovláknové RNA.
Výsledek: Každý žák si vytvořil svoji vlastní RNA. Je to jednovláknová struktura s určitým jedinečným pořadím bází adenin, guanin, cytosin a uracil. Napodobuje to vznik různých krátkých úseků RNA z počátku vzniku života. Tři báze (triplet) kódují výběr určité aminokyseliny, tedy žákem vytvořená RNA vybere tři aminokyseliny pro tvorbu bílkoviny a také určí pořadí aminokyselin v bílkovině.
2. Hra – Vytvořím dlouhou molekulu řetězce RNA
Žáci propojí své RNA do dlouhého řetězce. Vznikne dlouhá makromolekula RNA.
3. Hra – Vytvořím komplementární RNA k původnímu řetězci
Žáci si vezmou zpět „svoji“ RNA. Na druhý černý pásek stejným způsobem žáci doplní komplementární báze, tedy k oranžové (A) spárují hnědou (uracil), k bílé (guanin) spárují fialovou (cytosin). Barevné pásky (báze) mezi sebou ale nepropojí, zůstávají tedy dva volné řetězce, tedy dvě molekuly RNA. Pokud by spárovali jiné barvy k sobě, byla by to chyba. Vytvořili si tak komplementární druhou molekulu RNA.
4. Hra – Vytvořím DNA
Žák si vytvořil druhou molekulu RNA. Pokud by přichytil komplementární barvy k sobě, vznikne dvouvláknová struktura podobající se DNA, ale se špatnou hnědou bází, tedy uracilem. U DNA je totiž namísto uracilu báze thymin. Žák tedy odstraní z obou pásků hnědou barvu a nahradí ji žlutým páskem, který znázorňuje thymin. Pak oba dva pásky propojí. Vytvoří si tak dvouvláknovou molekulu DNA, u které jsou vlákna držena ve dvojšroubovici propojením komplementárních bází.
5. Hra – Replikuji DNA, vytvořím dva identické identické řetězce
Žák rozpojí pět bází (z devíti) u modelu DNA od sebe. Vezme další černý pásek. K volným koncům bází rozpojené původní dvojšroubovice DNA nejprve přichytí komplementární bázi (podle pravidla guanin–cytosin, adenin–thymin), které pak přichytí k dalšímu volnému černému zipu (vláknu). Vytvořil tak model ukazující, jak se DNA duplikuje v jádře buňky. Opět se nabízí možnost toto rozpojení prodloužit modely RNA (se zaměněnou bází uracil za thymin) od ostatních žáků a vytvořit tak dvě nové (po úplném rozpojení) molekuly DNA. Pokud žáci neudělají chybu, oba dva modely by měly být totožné v pořadí nukleotidů. Pokud udělají chybu, je to příklad mutace jednoho z vláken DNA. Taková chyba zasluhuje slovní komentář, protože se děje i v přírodě a je základem proměnlivosti organismů.
Doporučení: Hru lze různě modifikovat podle množství kousků barevných krátkých a dlouhých černých kousků suchých zipů. Vhodné je pracovat v několika skupinách žáků. Využití suchých zipů je jednodušší variantou komerčních stavebnic DNA (RNA). Navíc lze vytvořit RNA (nebo DNA) libovolné délky pospojováním vytvořených úseků RNA (DNA) od více zúčastněných žáků.
Všechny články jsou publikovány pod licencí Creative Commons BY-NC-ND.
Pro vložení komentáře je nutné se nejprve přihlásit.
Článek není zařazen do žádného seriálu.
