Μήνας: Ιανουάριος 2016
Scratch from iliaskostoglou
Φως – Ύλη. Αλληλεπιδράσεις. Προσομοιώσεις. Διδακτικά σενάρια
Μια σύντομη αναφορά στο DNA και στο RNA. Ένα διδακτικό ανάλογο για την κατανόησή τους.
Το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA) και το ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA) είναι νουκλεϊκά οξέα και αποτελούνται από νουκλεοτίδια που σχηματίζονται από μια αζωτούχο βάση, ένα μόριο φωσφορικού οξέος και τα σάκχαρα, δεοξυριβόζη για τα δεοξυριβονουκλεοτίδια του DNA και ριβόζη για τα ριβονουκλεοτίδια του RNA. Οι αζωτούχες βάσεις στο DNA είναι: Αδενίνη, Γουανίνη, Κυτοσίνη και Θυμίνη, ενώ στο RNA η Ουρακίλη αντικαθιστά την θυμίνη. Οι νουκλεϊκές αλυσίδες μπορεί να είναι εξαιρετικά μεγάλες και στην δομή τους διακρίνονται τρία επίπεδα μοριακής οργάνωσης:
Η ?πρωτοταγής δομή? παρέχει την σαφώς καθορισμένη αλληλουχία βάσεων που φέρει τις γενετικές πληροφορίες του DNA και αναδεικνύει τη μοναδικότητα ενός νουκλεϊκού οξέος. Η ?δευτεροταγής δομή? αφορά τον τρόπο διάταξης των βάσεων, ενώ η ?τριτοταγής δομή? παρέχει την πλήρη χωροδιάταξη του μορίου.
Το RNA συνήθως έχει μονή αλυσίδα με αναδιπλώσεις στην χωροδιάταξη του, ενώ για το DNA, οι Watson και Crick το 1953, παρουσίασαν μια τριδιάστατη δομή διπλής έλικας με δύο πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες τυλιγμένες μεταξύ τους με αντίθετη κατεύθυνση. Η οποιαδήποτε αλληλουχία βάσεων είναι δυνατή καθορίζοντας συγχρόνως και την αλληλουχία στον άλλο κλώνο, αφού μπορούν να σχηματισθούν μόνο συγκεκριμένα ζεύγη βάσεων.
Η ιδιότητα του DNA, υπό συνθήκες εργαστηρίου, να αποδιατάσσεται σε μονόκλωνο και να επαναδιατάσσεται, είναι πολύ χρήσιμη στην ανίχνευση ομοιοτήτων μεταξύ αλληλουχιών, δομών αλλά και της έκφρασης των γονιδίων. Επίσης, η ικανότητά του να σχηματίζει υπερέλικες είναι ουσιαστική για το πακετάρισμά του και το προετοιμάζει για τις διεργασίες της αντιγραφής, του ανασυνδυασμού και της μεταγραφής που απαιτούν τον διαχωρισμό των αλυσίδων.
Τα ριβουνοκλεϊκά οξέα (RNA) αποτελούν γενετικό υλικό μερικών ιών και τη μορφή που μετατρέπονται οι γενετικές πληροφορίες για να είναι προσβάσιμες ή λειτουργικές και για να ελαχιστοποιηθούν οι μεταλλάξεις. Διακρίνονται τρεις κατηγορίες ριβουνοκλεϊκών μορίων: Τα μόρια mRNA που ?μεταφέρουν? τις γενετικές πληροφορίες από το DNA στις πρωτεΐνες, τα μόρια tRNA που μεταφέρουν ενεργοποιημένα αμινοξέα κατά την φάση της μετάφρασης και τα μόρια rRNA που αποτελούν σημαντικές λειτουργικές συνιστώσες των ριβοσωματίων. Η ετερογένεια των μορίων RNA καθιστά πιθανή την ιδέα ενός πρώιμου κόσμου, όπου το RNA είχε τον κύριο ρόλο στην κληρονομικότητα, την αποθήκευση της πληροφορίας, τη βιοσύνθεση κ.ά. Στον σύγχρονο κόσμο, εκτός κάποιων ιών, τις παραπάνω διεργασίες ανέλαβε το DNA που είναι παράγωγο του RNΑ.
Με την κατασκευή μιας τρισδιάστατης αναπαράστασης του μορίου DNA με υλικά καθημερινής χρήσης, όπως φαίνεται στις παραπάνω εικόνες, μπορεί να προσεγγισθεί ευκολότερα ο διδακτικός στόχος της αναγνώρισης των βασικών δομικών στοιχείων του μορίου DNA και να αισθητοποιηθεί ο τρόπος σύνδεσης τους καθώς και η μορφή του μορίου σε τρεις διαστάσεις. Επίσης, θα απαλλάξουμε τους μαθητές μας από πλήθος όρων και συμβόλων και θα διεγείρουμε το ενδιαφέρον τους.
Εκμετάλλευση του φαινομένου Doppler για τη μέτρηση πολύ μεγάλων αποστάσεων
Το φαινόμενο Doppler παρουσιάζεται κάθε φορά που μια πηγή κυμάτων κινείται σε σχέση με τον παρατηρητή. Σύμφωνα με αυτό:
1. Όταν πηγή και παρατηρητής είναι ακίνητοι (ή έχουν μηδενική σχετική ταχύτητα μεταξύ τους) τα κύματα φτάνουν στον παρατηρητή με το πραγματικό μήκος τους.
2. Όταν η πηγή και ο παρατηρητής πλησιάζουν τότε το μήκος κύματος γίνεται μικρότερο.
3. Όταν η πηγή και ο παρατηρητής απομακρύνονται το μήκος κύματος επιμηκύνεται.
Έτσι, όταν η φωτεινή πηγή πλησιάζει τον παρατηρητή το φως υφίσταται μετατόπιση προς το βραχύτερο μήκος κύματος (ιώδες) ενώ όταν απομακρύνεται προς το μεγαλύτερο μήκος κύματος (ερυθρό).
Η μετατόπιση μετρείται εύκολα στα φάσματα των αστέρων ή των γαλαξιών, αλλά δεν δείχνει απόσταση παρά μόνο την ταχύτητα απομάκρυνσης ή προσέγγισης. Χρησιμοποιώντας όμως τον εμπειρικό τύπο του Hubble από την ταχύτητα υπολογίζουμε την απόσταση. Τύπος Hubble: V = H ? r
όπου: V : ταχύτητα,
H : σταθερά του Hubble
r : απόσταση
Τα περιθώρια σφάλματος μικραίνουν καθώς προσδιορίζουμε με ολοένα και μεγαλύτερη ακρίβεια τη σταθερά Hubble (το βαθμό διαστολής του σύμπαντος ).
Ένας από τους λόγους που κατασκευάστηκε το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble, ήταν για να προσδιορίσει με ακρίβεια την ομώνυμη σταθερά.
Η μέθοδος με εκμετάλλευση του φαινόμενου DOPPLER έχει βεληνεκές που φτάνει τα όρια του γνωστού σύμπαντος
Καλημέρα κόσμε!
Καλωσήλθατε στο WordPress! Αυτό είναι το πρώτο σας άρθρο. Αλλάξτε το ή διαγράψτε το και αρχίστε να γράφετε!