क्या आप जीवन के बुनियादी निर्माण खंड डीएनए का अपना मॉडल बनाना चाहते हैं? फिर अपने भीतर के निर्माता को उजागर करें और पॉलिमर क्ले या मनके तार से एक डीएनए मॉडल बनाएं और एक ऐसा मॉडल बनाएं जो निश्चित रूप से किसी भी विज्ञान मेले में पहला स्थान लेगा।

2 की विधि 1: मिट्टी का मॉडल बनाना

सामग्री और उपकरण खरीदें.डीएनए का मिट्टी का मॉडल बनाने के लिए, आपको सबसे पहले अपनी पसंद की कोई भी मिट्टी खरीदनी होगी। आप एक मॉडल बना सकते हैं यदि आपके पास पॉलिमर मिट्टी के कम से कम छह रंग हैं, साथ ही उपकरण भी हैं जिनके साथ आप मिट्टी को ढालेंगे (उदाहरण के लिए, एक प्लास्टिक चाकू या एक रोलिंग पिन)।

• यदि आप किसी प्रदर्शनी में अपना मॉडल प्रदर्शित करने की योजना बना रहे हैं, तो एक स्टैंड तैयार करें जिस पर आप उसे रख सकें। यह एक छोटा लकड़ी का बोर्ड हो सकता है जिसके बीच से एक छड़ निकलती है, जिससे डीएनए स्ट्रैंड जुड़ा होगा।
• एक बार जब आप अपनी पॉलिमर मिट्टी को आकार देना समाप्त कर लें, तो आपको इसे बेक करने की आवश्यकता होगी, इसलिए सुनिश्चित करें कि आपके पास एक चालू ओवन भी है।
• डीएनए मॉडल को अतिरिक्त सहायता प्रदान करने के लिए आप इसमें लचीले तार का उपयोग कर सकते हैं।
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   डबल हेलिक्स बनाने के लिए दो लंबे स्ट्रैंड बनाएं।अपने चुने हुए रंगों में से एक में पॉलिमर मिट्टी चुनें और इसे 30 सेंटीमीटर लंबे और डेढ़ सेंटीमीटर मोटे दो टुकड़ों में रोल करें। वे डीएनए के पार्श्व स्ट्रैंड का निर्माण करेंगे, इसलिए उनकी मजबूती सुनिश्चित करना आवश्यक है ताकि अन्य भागों को स्ट्रैंड से सुरक्षित रूप से जोड़ा जा सके।

   • मॉडल में अतिरिक्त स्थिरता जोड़ने के लिए, आप मिट्टी को लचीले तार के दो लंबे टुकड़ों के चारों ओर लपेट सकते हैं।
   • आप अपनी सभी आवश्यकताओं के अनुरूप अपने डीएनए मॉडल के स्ट्रैंड आकार को बदलने के लिए स्वतंत्र हैं। एक छोटा मॉडल बनाने के लिए, बस डबल हेलिक्स स्ट्रैंड्स का आकार कम करें।
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   चीनी और फॉस्फेट समूह जोड़ें।डीएनए डबल हेलिक्स स्ट्रैंड दो प्रकार के समूहों से बने होते हैं: शर्करा और फॉस्फेट। डबल हेलिक्स पर फॉस्फेट समूह बनाने के लिए अपनी रंगीन पॉलिमर मिट्टी में से एक का उपयोग करें।

   • फॉस्फेट समूहों के लिए अपने चुने हुए रंग की मिट्टी को तब तक बेलें जब तक वह समतल न हो जाए। मिट्टी की डेढ़ सेंटीमीटर लंबी और चौड़ी पट्टियाँ काटें।
   • डबल हेलिक्स की लंबी पट्टियों के नीचे से शुरू करके, स्ट्रैंड के चारों ओर फ्लैट फॉस्फेट मिट्टी के टुकड़े लपेटें।
   • सुनिश्चित करें कि वे सर्पिल के धागे में अच्छी तरह से दबे हुए हैं और गिरेंगे नहीं।
   • फॉस्फेट मिट्टी के टुकड़ों के बीच एक धागे पर डेढ़ सेंटीमीटर खाली जगह गुजारें। डबल हेलिक्स के धागों में खाली जगह शर्करा के समूहों का प्रतिनिधित्व करती है।
   • जब तक आप डबल हेलिक्स की दोनों किस्में पूरी नहीं कर लेते, चीनी और फॉस्फेट की मिट्टी को डेढ़ सेंटीमीटर की दूरी पर बारी-बारी से जारी रखें।
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   ये चार नाइट्रोजनस आधार हैं जो डीएनए स्ट्रैंड बनाते हैं: साइटोसिन, गुआनिन, एडेनिन और थाइमिन। वे डबल हेलिक्स के दो धागों के बीच "सीढ़ी" के पायदान बनाते हैं। चारों आधारों में से प्रत्येक के लिए बहुलक मिट्टी का एक रंग चुनें।

   • प्रत्येक रंग की मिट्टी को डेढ़ सेंटीमीटर लंबे और आधा सेंटीमीटर चौड़े टुकड़ों में रोल करें। किनारों को काटने और सतह को चिकना करने के लिए चाकू का उपयोग करें।
   • डबल हेलिक्स के स्ट्रैंड पर आपके द्वारा बनाए गए चीनी समूहों की संख्या गिनें। यह आधार जोड़े की संख्या है जिसे आपको बनाने की आवश्यकता होगी।
   • अपने रंगों को जोड़े में उचित समूहों में बाँट लें। साइटोसिन और ग्वानिन हमेशा एक साथ (किसी भी क्रम में) होने चाहिए, साथ ही थाइमिन और एडेनिन भी।
   • यदि आप अपने नाइट्रोजनी आधारों को अधिक स्थिरता देना चाहते हैं, तो लचीले तार के लगभग ढाई सेंटीमीटर लंबे टुकड़े काट लें और उन्हें मिट्टी के आधारों के केंद्रबिंदु के रूप में उपयोग करें।
   • अपने डेढ़ सेंटीमीटर के टुकड़ों के किनारों को चुटकी बजाते हुए फूलों के जोड़े को जोड़ लें। एक बार जब रंगीन टुकड़े बीच में जुड़ जाएं, तो उन्हें धीरे से मिट्टी के एक चिकने, ठोस टुकड़े में रोल करें।
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   नाइट्रोजनस आधारों को डबल हेलिक्स से जोड़ें।एक बार जब आप नाइट्रोजनस आधारों की सभी 2.5 सेमी लंबाई बना लेते हैं, तो आपको उन्हें डबल हेलिक्स से जोड़ना होगा।

   • डबल हेलिक्स पर पहले समूह से शुरुआत करें। मिट्टी के छोटे, मटर के आकार के टुकड़ों का उपयोग करें जो चीनी समूह के समान रंग के हों।
   • मिट्टी के एक छोटे टुकड़े का उपयोग करके नाइट्रोजन आधारों में से एक को चीनी में जोड़ें। मिट्टी के टुकड़ों को पिंच करें और किनारों को अपनी उंगलियों से घुमाकर चिकना करें।
   • डबल हेलिक्स के केवल एक स्ट्रैंड के एक तरफ नाइट्रोजनस बेस के सभी टुकड़ों को जोड़ना सबसे आसान होगा। फिर, जब सभी 2.5 सेमी आधार डबल हेलिक्स के एक स्ट्रैंड से बाहर आ जाएं, तो दूसरे स्ट्रैंड को विपरीत दिशा में जोड़ दें।
   • सुनिश्चित करें कि सभी हिस्से सुरक्षित रूप से बंधे हुए हैं। यदि आपने अपने नाइट्रोजनस आधारों को एक तार में पिरोया है, तो आप उन्हें बेहतर ढंग से सुरक्षित करने के लिए तार के सिरों को डबल हेलिक्स स्ट्रैंड में चिपका सकते हैं।
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   डबल हेलिक्स को मोड़ें।अपने डीएनए मॉडल को क्लासिक हेलिकल आकार देने के लिए, अपने डबल हेलिक्स के दोनों सिरों को पकड़ें और उन्हें वामावर्त घुमाएँ।

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   अपना मॉडल बेक करें.पॉलिमर क्ले पैकेज पर दिए गए निर्देशों का पालन करें और फिर अपने मॉडल को सख्त करने के लिए उसे बेक करें।

   • यदि आपके पास वैक्स पेपर है, तो उस पर मॉडल को बेक करें ताकि मॉडल बेकिंग शीट पर चिपके नहीं।
   • मॉडल को बाहर निकालने से पहले हमेशा ठंडा होने दें, अन्यथा आप स्वयं जल सकते हैं।
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   एक बार जब मॉडल पक जाए और ठंडा हो जाए, तो अपने परिश्रम का फल दिखाएं! इसे मछली पकड़ने की रस्सी से छत से लटका दें, या लकड़ी के स्टैंड से जोड़ दें।

2 की विधि 2: तार और मोतियों से एक मॉडल बनाना

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   सामग्री एकत्रित करें.इस परियोजना के लिए, आपको कई मीटर लचीले तार, वायर कटर और अपनी पसंद के मोतियों की आवश्यकता होगी।

   • यदि आप अपने मॉडल के गुणवत्ता स्तर को बढ़ाना चाहते हैं, तो आप भागों को एक-दूसरे से मजबूती से जोड़ने के लिए सोल्डरिंग आयरन का उपयोग कर सकते हैं।
   • आप किसी भी मोती का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन कांच के मोती मॉडल को और अधिक सुंदर लुक देंगे। यदि आप चाहें, तो आप बड़े मोतियों के बीच मोतियों को स्पेसर के रूप में जोड़ सकते हैं।
   • मॉडल के वांछित आकार से मेल खाने के लिए, आपको कम से कम छह रंगों की पर्याप्त मात्रा में मोतियों की आवश्यकता होगी।
   • यदि आप अपने मॉडल को प्रदर्शन के लिए रखने जा रहे हैं, तो लकड़ी का एक स्टैंड बनाएं जिससे आप अपने मॉडल को जोड़ सकें।
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   एक डबल हेलिक्स बनाओ.इसमें दो लंबी साइड स्ट्रेंड्स होती हैं जो पूरे डीएनए अणु को पकड़ती हैं और इसे सीढ़ी का आकार देती हैं। तार के दो समान लंबाई के टुकड़े काटें। ये टुकड़े डीएनए मॉडल की रीढ़ की हड्डी के रूप में काम करेंगे, इसलिए पूरे मॉडल की लंबाई के आधार पर उनकी लंबाई चुनें।

   • दो रंगों के मोती चुनें और तार के प्रत्येक सिरे पर एक-एक मोती लगाएँ। तार के अंत में एक लूप बनाते हुए, तार को मनके के माध्यम से दूसरी बार पास करें। यह मोतियों को फिसलने से रोकेगा।
   • तार में बारी-बारी से दो रंगों के मोती लगाएं। दो रंग चीनी और फॉस्फेट समूहों का प्रतिनिधित्व करते हैं जो डबल हेलिक्स का सबसे लंबा हिस्सा बनाते हैं।
   • आप प्रत्येक रंग के एक या कई मोतियों को पिरो सकते हैं, लेकिन सुनिश्चित करें कि तार पर दोनों में से प्रत्येक रंग के मोतियों की संख्या समान हो।
   • डबल हेलिक्स तार के दूसरे टुकड़े के लिए भी ऐसा ही करें, इस बात का ध्यान रखें कि तार के दो धागों पर दो मोतियों (चीनी और फॉस्फेट) के रंग एक-दूसरे के बगल में मेल खाते हों।
   • तार के ऊपर 2.5 सेमी खाली जगह छोड़ दें ताकि आप मोतियों के बीच के अंतराल में "सीढ़ी के पायदान" जोड़ सकें।
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   "सीढ़ी के पायदान" जोड़ें।डबल हेलिक्स पर आपके द्वारा बनाए गए चीनी समूहों की संख्या गिनें, और फिर उसी मात्रा में तार के 2.5 सेंटीमीटर टुकड़े काट लें।

   • तार के एक टुकड़े के सिरों को चीनी मनके के दोहरे हेलिक्स के चारों ओर लपेटें। तार के सभी टुकड़ों के लिए ऐसा करें ताकि आपके पास एक पूर्ण डबल हेलिक्स स्ट्रैंड हो जिसमें तार के टुकड़े चिपके हुए हों।
   • यदि आप अधिक सजावटी और टिकाऊ डीएनए मॉडल बनाना चाहते हैं, तो डबल हेलिक्स के स्ट्रैंड में तार के टुकड़ों को सोल्डर करने के लिए सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करें।
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   नाइट्रोजनी आधार बनाएं।चार अन्य रंग चुनें और प्रत्येक को एक नाइट्रोजनयुक्त आधार प्रदान करें। गुआनिन और साइटोसिन हमेशा युग्मित होते हैं, जैसे थाइमिन और एडेनिन।

   • तार के प्रत्येक छोटे टुकड़े को भरने के लिए, आपको संभवतः कई मोतियों की आवश्यकता होगी, इसलिए मोतियों को तार से जोड़ते समय, प्रत्येक नाइट्रोजनयुक्त आधार के लिए उनकी समान मात्रा चुनें।
   • सुनिश्चित करें कि आप मोतियों के जोड़े के समूहन का सम्मान करते हैं। हमेशा साइटोसिन और गुआनिन, साथ ही थाइमिन और एडेनिन को एक साथ पिरोएं। हालाँकि, आप उन्हें किसी भी क्रम में रख सकते हैं और कुछ जोड़े दूसरों की तुलना में अधिक बना सकते हैं।
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   अपने नाइट्रोजनस आधारों को स्ट्रिंग करें।एक बार जब आप अपने सभी मोतियों को अलग कर लें, तो उन्हें डबल हेलिक्स स्ट्रैंड से निकलने वाली तार की शाखाओं पर रखें। डबल हेलिक्स के दूसरे स्ट्रैंड से जोड़ने के लिए तार के अंत में 1.5 सेंटीमीटर छोड़ना सुनिश्चित करें।

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   डबल हेलिक्स का दूसरा स्ट्रैंड संलग्न करें।सभी नाइट्रोजन बेस मोतियों को मिलाकर, डबल हेलिक्स का दूसरा स्ट्रैंड तैयार करें और संलग्न करें। पहले नाइट्रोजनस आधार को प्रतिबिंबित करने के लिए पक्ष को ओरिएंट करें और तार के टुकड़े संलग्न करें।

   • आप सुई नाक सरौता की एक जोड़ी का उपयोग करके तार के टुकड़ों को डबल हेलिक्स के चारों ओर लपेट सकते हैं। तार के इन छोटे टुकड़ों को उसी स्थान पर जोड़ें जहां आपने डबल हेलिक्स के विपरीत स्ट्रैंड के लिए लगाया था।
   • यदि आप कर सकते हैं, तो तार के अंतिम टुकड़ों को एक साथ जोड़ने के लिए सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करें, जिससे मॉडल अधिक चिकना दिखे।
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   पैटर्न के सिरों को सील करें.मोतियों को मॉडल से गिरने से रोकने के लिए, डबल हेलिक्स स्ट्रैंड के प्रत्येक छोर पर तार को एक लूप में घुमाएं। मोतियों को टूटने से बचाने के लिए आप तार को गांठों में भी मिला सकते हैं।

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   डबल हेलिक्स को मोड़ें।डीएनए स्ट्रैंड का क्लासिक पेचदार आकार बनाने के लिए, सिरों को पकड़ें और धीरे से उन्हें वामावर्त घुमाएँ।

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   अपना मॉडल प्रदर्शित करें.एक बार जब आप सभी अंतिम स्पर्श जोड़ लेते हैं, तो आपका मॉडल पूरा हो जाता है! इसे हैंगर या छत से लटका दें, या किसी तार या गोंद की मदद से लकड़ी के स्टैंड से जोड़ दें। सबको अपना काम दिखाओ!

• यदि आप अपना डीएनए मॉडल बनाने के लिए ओवन या सोल्डरिंग आयरन का उपयोग कर रहे हैं, तो सावधान रहें कि आप स्वयं न जलें।
• ये दोनों विधियाँ बच्चों के लिए बहुत कठिन हैं, इसलिए यदि आप किसी स्कूल प्रोजेक्ट के लिए मॉडल बना रहे हैं, तो सुनिश्चित करें कि आपके सहायक इतने बूढ़े हों कि सामग्री के साथ काम करते समय खुद को चोट न पहुँचाएँ।

बहुत से लोग शायद जानते हैं कि अपने स्वयं के डीएनए के हिस्से को दोहराना कितना आसान और सरल है। प्रक्रिया मूलतः सरल है. लेकिन फिर श्रृंखला से कितने उत्साही तुतलाते हैं "ओह, वह पिता/माँ की तरह कैसे दिखता है!"। हालाँकि, यह कार्य तब और अधिक जटिल हो जाता है जब आपको तात्कालिक सामग्रियों से अपनी मेज पर किसी प्रकार का अमूर्त डीएनए मॉडल बनाने की आवश्यकता होती है।

पूछो, मेरे लिए इसकी क्या आवश्यकता थी? बहुत सरल। स्कूल में मेरी बेटी का विषय रूसी स्कूलों में "जीव विज्ञान" के समान है। तदनुसार, छात्रों को एक होम प्रोजेक्ट दिया गया, जिसमें न केवल डीएनए की संरचना के बारे में सैद्धांतिक ज्ञान प्राप्त करना शामिल है, बल्कि इसका एक मॉडल भी बनाना शामिल है। इस मॉडल के साथ, फिर आपको शिक्षक और कक्षा से बात करके बताना होगा कि इसमें क्या है और कैसे है।

सामान्य तौर पर, यह बिल्कुल "मेरी" पोस्ट नहीं होगी। वह अपनी बेटी के प्रति अधिक समर्पित हैं। हालाँकि मैंने इस प्रक्रिया में कुछ हिस्सा लिया, लेकिन मूल रूप से यह भागीदारी परामर्श तक सीमित हो गई... हालाँकि, अचानक किसी को दिलचस्पी होगी या, अचानक, स्कूल में कोई व्यक्ति किसी बच्चे को इसी तरह का काम करने के लिए कहेगा। यहाँ तैयार गाइड है.

समस्या की स्थितियों के अनुसार, मॉडल को कुछ आवश्यकताओं को पूरा करना होगा। दिलचस्प बात यह है कि छात्र खुद चुन सकता है कि वह किन शर्तों को पूरा करेगा। प्रस्तुतिकरण का प्रत्येक बिंदु एक निश्चित संख्या में क्रेडिट अंकों का "वजन" करता है। तदनुसार, आप एक सरल मार्ग का अनुसरण कर सकते हैं और एक निश्चित न्यूनतम उत्तीर्ण अंक प्राप्त कर सकते हैं या "अधिकतम कार्यक्रम" लागू करने का प्रयास कर सकते हैं।

समस्या का प्रारंभिक विवरण:

जैसा कि यह कार्य से अनुसरण करता है, इसका बिल्कुल मॉडल होना जरूरी नहीं है। यह कुछ भी हो सकता है - कहानी वाली किताब से लेकर पहेली तक। मुख्य बात यह है कि इसका कुछ भौतिक प्रतिनिधित्व है। अलग से, यह नोट किया जाता है कि यदि छात्र एक मॉडल बनाने का निर्णय लेता है, तो उसे तैयार स्टोर सेट का उपयोग करने से मना किया जाता है। उदाहरण के लिए, इस तरह.

बेटी ने एक मॉडल बनाने और अधिकतम अंक हासिल करने का प्रयास करने का फैसला किया। ठीक है।

हमने एक कंप्यूटर मॉडल से शुरुआत की... मैं वास्तव में कोई वास्तविक वेल्डर नहीं हूं। खैर, यानी, सामान्य शब्दों में, मैं जानता हूं कि डीएनए क्या है, इसमें क्या होता है और इसे कैसे चित्रित करने की प्रथा है। अब और नहीं। इसलिए, पहले कदम से ही बेटी ने पहल पकड़ ली। वह मुझे यह समझाने में सक्षम थी कि इसमें क्या शामिल है और क्या चीज़ किससे जुड़ी है।

यह कुछ इस तरह सामने आया:

जब यह स्पष्ट हो गया हमें किन भागों की आवश्यकता है, हम खरीदारी करने गए। आपको आवश्यकता होगी: स्टैंड के लिए दो आकार की फोम बॉल, लकड़ी की छड़ें, पेंट, गोंद और एमडीएफ का एक टुकड़ा।

अरे हाँ... आपको निश्चित रूप से एक कुत्ते की आवश्यकता होगी:

ईमानदारी से कहूं तो, मैं खुद वास्तव में यह नहीं समझ पाता कि कुत्ता किसलिए है, लेकिन उसे खुद हम सभी के लिए इस बात पर पर्याप्त भरोसा था। वास्तव में, उसने केवल हस्तक्षेप किया... लेकिन हो सकता है कि मैंने कुछ गलत समझा हो।

स्टायरोफोम गेंदें "डॉलर" स्टोर पर खरीदी गईं। "पार्टियों के लिए सब कुछ" अनुभाग में। मैं यह समझने की कोशिश भी नहीं करना चाहता कि किसी पार्टी के संदर्भ में स्टायरोफोम गेंदों का उपयोग कैसे किया जा सकता है। लेकिन अच्छा हुआ कि वे मिल गये. यह हमारा सबसे समस्याग्रस्त क्षण था। ऐसी गेंदें ढूंढ़ना ज़रूरी था जिन्हें संभालना आसान हो. उदाहरण के लिए, कांच के मोती काम नहीं करेंगे - आप ड्रिलिंग से थक जाएंगे। लकड़ी ... सिद्धांत रूप में, वे फिट होंगे। मेरे लिए। लेकिन मेरी बेटी को काम करना था, और मुझे संदेह था कि वह इस तरह हैंड ड्रिल से लकड़ी की गेंद में समान रूप से छेद कर पाएगी। आदत से आधा कब्ज़ हो गया। और ये काफी महंगे हैं. एक नरम और सस्ती सामग्री की आवश्यकता थी। फोम एकदम फिट बैठता है।

एक निर्माण सामग्री की दुकान पर लकड़ी के स्लैट खरीदे गए। ये छड़ें उन छड़ों की पतली चचेरी बहनें हैं जिनका उपयोग मैंने बिस्तर और नाइटस्टैंड को सजाने के लिए किया था। इससे कोई दिक्कत नहीं हुई. वे सभी हार्डवेयर स्टोरों में हमेशा विस्तृत विविधता में उपलब्ध होते हैं।

पेंट/गोंद - तुच्छ. हमने एरोसोल में सामान्य पेंट लिया। सबसे पहले उन्होंने गेंदों में से एक पर कोशिश की - पेंट ने फोम नहीं खाया। तदनुसार, हमने सही मात्रा में फूल खरीदे। गोंद - साधारण पीवीए।

मेरे पास पहले से ही कोठरी में स्टैंड के लिए एमडीएफ-पैनल का एक टुकड़ा था। आप काम पर लग सकते हैं.

पहले खड़े हो जाओ. मेरी बेटी ने मेरी सलाह मानी और प्रिंटर पर एक टेम्पलेट प्रिंट किया, जिसे उसने एमडीएफ के एक टुकड़े पर चिपका दिया:

उसका विकल्प उपयुक्त व्यास की एक तश्तरी ढूंढना और उस पर एक वृत्त बनाना था। लेकिन मैं उसे यह समझाने में सफल रहा कि ऐसा रास्ता समुराई का रास्ता नहीं है। अगर मैं नहीं तो कौन जानता है कि हमारे पास खेत में चिकने किनारे वाले उपयुक्त व्यास के तश्तरियां नहीं हैं - सब कुछ लहरदार किनारे वाला है। हम पहले ही तैर चुके हैं - हम जानते हैं :-)

आश्चर्यजनक रूप से सीधा कट। मैं भी थोड़ा घबरा गया...

उसने ग्राइंडर पर किनारे से छोटी-मोटी अनियमितताएँ हटा दीं:

स्टैंड में सौंदर्यशास्त्र जोड़ने के लिए, इसके किनारे को एक कटर पर मशीनीकृत किया गया था:

परिणाम इस प्रकार एक डिस्क है:

खैर, केंद्र में वह छेद जिसमें मॉडल डाला जाएगा:

इसके बाद जो हुआ वह कठिन ऑपरेशन था। एक फोम बॉल लेना और उसमें क्रॉसवाइज दो छेद करना आवश्यक था। पहले छेद के माध्यम से ऐसी गेंद को एक सामान्य अक्ष पर स्थापित किया जाता है, दूसरे छेद में दोनों सिरों से अनुप्रस्थ छड़ें चिपका दी जाती हैं। ऐसी दस गेंदें बनाना जरूरी था:

यह मेरे लिए सबसे कठिन था. तुम्हें अंदाज़ा नहीं है कि खड़े होकर देखना किस तरह की यातना है। बजाय इसके कि आप खुद एक ड्रेमेल पकड़ लें और कुछ ही मिनटों में सब कुछ जल्दी से ड्रिल कर दें। बेटी ने लगभग आधे घंटे में इसे संभाल लिया... जिस जल्दबाजी में उसने यह सब किया उसने मुझे मार डाला :-)

उसने परिणाम को शीश कबाब कहा:

अब बारबेक्यू में अनुप्रस्थ छड़ें भरना आवश्यक था। वे सभी केंद्रीय अक्ष के समान लकड़ी की पट्टी से काटे गए थे:

फिर से, वह लकड़ियों को हैकसॉ से काटना चाहती थी, लेकिन मैं उसे समझाने में कामयाब रहा कि कटिंग डिस्क और ड्रेमेल बहुत तेज़ हैं।

अगला कदम: प्राप्त छड़ें लें:

...और उन्हें पहले प्राप्त कबाब में भर दें:

केंद्रीय गेंदों (वैसे, यह आपके लिए कचरा नहीं है, बल्कि वास्तविक हाइड्रोजन बांड हैं) को एक आम छड़ी से चिपकाने के लिए यह आवश्यक था। फोटो में आप देख सकते हैं कि बेस से एक और टेम्प्लेट जुड़ा हुआ है जिस पर सेगमेंट को मार्क किया गया है। क्रॉसबार को गेंद में फंसा दिया जाता है, केंद्रीय अक्ष पर गोंद लगाया जाता है, गेंद को वांछित ऊंचाई पर सेट किया जाता है और वांछित अंकन क्षेत्र के साथ घुमाया जाता है। वे। इस स्तर पर, क्रॉसबार केंद्र गेंद को रोटेशन के वांछित कोण पर स्थित करने में मदद करते हैं। दस बार दोहराएँ:

उसके बाद, क्रॉसबार को हटाया जा सकता है और स्पेयर पार्ट्स को पेंटिंग के लिए भेजा जा सकता है:

एक बार जब सब कुछ सूख गया, तो हम अंतिम असेंबली के लिए आगे बढ़े।

प्रत्येक अनुप्रस्थ छड़ से डीऑक्सीराइबोज़ जुड़ा हुआ था... ऐसा लगता है... मूल में डीऑक्सीराइबोज़। कुत्ता जानता है कि यह क्या है... इससे कोई फर्क नहीं पड़ता। मुख्य बात यह है कि बेटी को पता है कि यह क्या है। उसे प्रेजेंटेशन टीचर के सामने रखना चाहिए, मेरे नहीं :-)

ये गेंदें स्वयं सफेद होनी चाहिए, ताकि उन्हें रंगने की आवश्यकता न पड़े:

किसी मॉडल को असेंबल करने की एक लंबी और श्रमसाध्य प्रक्रिया:

इसमें केवल फॉस्फेट श्रृंखलाएं (फॉस्फेट) मिलाना बाकी है। जहां तक ​​हम समझते हैं, उन्हें बहुत पहचाने जाने योग्य डबल हेलिक्स के रूप में चित्रित करने की प्रथा है।

मोटे मोटे चांदी के कागज से दो रिबन काटे गए:

ये पट्टियां मॉडल पर चरम गेंदों के शीर्ष पर चिपकी हुई हैं। इस कदर:

इस स्तर पर, मैंने पहली बार व्यक्तिगत भूमिका निभाई। दो हाथ काफी नहीं थे. यह आवश्यक है कि एक व्यक्ति पट्टियों को पकड़कर उनका मार्गदर्शन करे, और दूसरा व्यक्ति गोंद लगाए और दबाए।

कम से कम, हमने इस प्रक्रिया को प्रबंधित किया, अंततः वांछित मॉडल प्राप्त किया:

समस्या की परिस्थितियों के अनुसार सभी स्पेयर पार्ट्स को नामित करना भी आवश्यक था। हमने खुद को किंवदंती को स्टैंड पर चिपकाने तक ही सीमित रखने का फैसला किया। दुर्भाग्य से, प्रिंटर में रंगीन स्याही ख़त्म हो गई है। इसलिए, मुझे a b/w संस्करण प्रिंट करना पड़ा और इसे फ़ेल्ट-टिप पेन से रंगना पड़ा:

लेमिनेशन पहली बार भी काम नहीं आया। तीसरे को सामान्य रूप से बनाने से पहले इकाई ने दो लेबल चबाए:

मुझे नहीं पता कि मामला क्या था. मैं पहले ही इस इकाई का सैकड़ों बार उपयोग कर चुका हूं और उसने पहले कभी कुछ भी नहीं चबाया था... किसी न किसी तरह, हमें अपना लेबल प्राप्त हुआ:

मॉडल तैयार:

अब बेटी को प्रेजेंटेशन का मौखिक भाग याद रखना होगा। लेकिन मैं इसमें उसकी कोई मदद नहीं कर सकता. आशा है कि यह अपने आप काम करेगा। सैद्धांतिक भाग का अध्ययन करने के लिए उसके पास एक और सप्ताह है। मैं बाद में लिखूंगा कि मैंने प्रोजेक्ट के साथ कैसे शूटिंग की..

पेपर क्रेन को मोड़ना आसान है! डीएनए अणु से क्रेन को मोड़ना... भी आसान है! थोड़ी सी दृढ़ता और कौशल आपको अपने हाथों से कागज से कला के वास्तविक कार्य बनाने की अनुमति देता है। बदले में, डीएनए अणुओं को विशेष कौशल की आवश्यकता नहीं होती है और वे आसानी से और स्वाभाविक रूप से सुंदर ओरिगेमी जैसी संरचनाओं में इकट्ठे हो जाते हैं! आप कहते हैं, यह पागलपन भरी बकवास लगती है। किसी भी तरह से नहीं! इस लेख में, आप सीखेंगे कि अपनी खुद की डीएनए ओरिगेमी आकृति कैसे बनाएं, रोबोट की मदद से सोना कैसे चुराएं और कॉकरोच और डीएनए मशीन के बीच लड़ाई में कौन जीतेगा।

यह कार्य 2014 में "जीवविज्ञान - 21वीं सदी का विज्ञान" सम्मेलन में आयोजित लोकप्रिय विज्ञान लेखों की प्रतियोगिता के भाग के रूप में प्रकाशित हुआ है।

डीएनए ओरिगेमी और संबंधित डीएनए नैनोटेक्नोलॉजीज ने पिछले दशक में एक अलग वैज्ञानिक दिशा बनाई है और दुनिया भर के कई वैज्ञानिक समूहों के काम में तेजी से विकसित हुई है। सामान्य मामले में, "डीएनए-ओरिगामी" शब्द पूर्व-गणना और मॉडल की गई वस्तुओं में स्व-संयोजन में सक्षम डीएनए अणुओं के निर्देशित निर्माण के लिए एक तकनीक को छुपाता है। इस तरह के डिज़ाइन सपाट और विशाल, काफी सरल और बेहद जटिल दोनों हो सकते हैं। कागज की शीट को मोड़ने की जापानी कला में सब कुछ वैसा ही है, केवल यहाँ कागज की शीट के बजाय डीएनए स्ट्रैंड दिखाई देता है!

कई वैज्ञानिक खोजों और विकासों की तरह, यह दिशा, एक तरह से, दुर्घटनावश और अप्रत्याशित रूप से उत्पन्न हुई। पहली बार अमेरिकी वैज्ञानिक नेड सीमैन ने डीएनए से 3डी संरचनाओं के निर्माण और उपयोग के बारे में गंभीरता से बात की थी ( नेड सीमन) 1980 के दशक की शुरुआत में। शोधकर्ता ने एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी विधि (प्रोटीन अणुओं की संरचना निर्धारित करने के लिए तब और आज तक उपयोग की जाने वाली) की मुख्य कठिनाइयों में से एक की ओर इशारा किया, अर्थात् "शुद्ध" क्रिस्टल प्राप्त करने के लिए सटीक स्थितियों का चयन करने की आवश्यकता, जिसके द्वारा प्रोटीन की संरचना का न्याय कर सकता है, और प्रोटीन नमूनों को ठीक करने के लिए सहायक प्रौद्योगिकी के विकास को अपने लक्ष्य के रूप में निर्धारित कर सकता है (चित्र 1)। निर्धारित कार्यों को हल करने के लिए, सबसे पहले यह पता लगाना आवश्यक था कि डीएनए अणुओं को इच्छा और समझ के अनुसार आवश्यक संरचनाओं में कैसे इकट्ठा किया जाए।

चित्र 1। एक। 1955 में मौरिट्स कॉर्नेलिस एस्चर द्वारा वुडकट "डेप्थ"। ऐसा कहा जाता है कि यूनिवर्सिटी कैफेटेरिया में कला के इस टुकड़े को देखकर, नेड सीमैन को एक नई तकनीक बनाने के लिए प्रेरित किया गया है जो पॉलीपेप्टाइड्स को क्रिस्टलीकृत करना और इसलिए प्रोटीन के संरचनात्मक अध्ययन को आसान बनाता है। प्रोटीन के स्थानिक संगठन की परिभाषा में कुछ गलत हो गया, लेकिन सीमैन के विचारों को अन्य शोधकर्ताओं ने अपनाया और डीएनए ओरिगेमी के उद्भव का कारण बना। बी।प्रोटीन क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया का आरेख, खींचा गया में।अंतरिक्ष में अणुओं के सही अभिविन्यास के लिए डीएनए संरचनाओं का विचार, सीमैन द्वारा दर्शाया गया (लेख के लेखक द्वारा अनुवादित)।

प्राथमिक डीएनए संरचनाओं के विभिन्न गुणों की खोज और विवरण कई वर्षों तक चला। 1991 में, नेड सीमैन ने एक नैनोमीटर क्यूब पेश किया जिसके किनारे डीएनए अणु थे। कुछ समय बाद, कुछ वैज्ञानिकों के संदेह के बावजूद, कार्य को उत्कृष्ट माना गया। इसके लिए, नेड सीमैन को 1995 में नैनोटेक्नोलॉजी के लिए फेनमैन पुरस्कार से सम्मानित किया गया और वह हमेशा के लिए पहले डीएनए नैनोटेक्नोलॉजी के निर्माता के रूप में विज्ञान के इतिहास में दर्ज हो गए।

नेड सीमैन और उनकी प्रयोगशाला के परिणामों ने एक और प्रतिभाशाली शोधकर्ता और, अतिशयोक्ति के बिना, डीएनए ओरिगेमी के क्षेत्र में एक प्रमुख व्यक्ति, अमेरिकी पॉल रोटेमुंड के विचारों की नींव के रूप में काम किया। 2006 में, उन्होंने सबसे आधिकारिक वैज्ञानिक प्रकाशन में एक लेख प्रकाशित किया प्रकृति, जिसने किसी दिए गए आकार के साथ सटीक डीएनए संरचनाएं प्राप्त करने की एक विधि का वर्णन किया, और ऐसे निर्देशित डिजाइन के विस्तृत परिणाम और विश्लेषण प्रस्तुत किए। अन्य शोधकर्ताओं के विपरीत, वह अलग-अलग अणुओं की जाली नहीं बनाने में कामयाब रहे, बल्कि कई डीएनए स्ट्रैंड चौड़े वास्तविक सपाट आंकड़े बनाने में कामयाब रहे (चित्र 2)। यह लेख तुरंत लोकप्रिय विज्ञान पत्रिकाओं, समाचारों और ब्लॉगों में फैल गया, क्योंकि प्रस्तुत संरचनाओं और छवियों ने वैज्ञानिक दृष्टिकोण से अप्रस्तुत पाठक को भी प्रभावित किया। आश्चर्य की बात नहीं कि प्रयोग के चित्र एक पत्रिका के अंक के कवर पर छपे।

चित्र 2।पॉल रोटेमुंड के लेख में प्रस्तुत कुछ डीएनए ओरिगेमी संरचनाएँ।

बाद के वर्षों में, डीएनए ओरिगेमी तकनीक पर समर्पित कई दर्जन लेख प्रकाशित हुए। प्राप्त प्रपत्रों की संख्या, डिज़ाइनों के आकार और उनकी जटिलता में वृद्धि हुई। लागू जैव प्रौद्योगिकी और चिकित्सा समस्याओं को हल करने के लिए कुछ परिणामों का वास्तविक जैविक वस्तुओं पर प्रयोगात्मक परीक्षण किया गया है।

द्वि-आयामी डीएनए ओरिगेमी: सरल से जटिल तक

वैज्ञानिक डीएनए ओरिगेमी को कैसे मोड़ते हैं? आइए इस विधि के विवरण पर एक नज़र डालें। आरंभ करने के लिए, हमें एक लंबे एकल-फंसे डीएनए अणु की आवश्यकता है, जो एक मचान और हमारी भविष्य की वस्तु के आधार की भूमिका निभाएगा। पहले प्रयोगों में 7249 न्यूक्लियोटाइड्स की लंबाई के साथ एम13 फ़ेज़ के डीएनए का उपयोग किया गया था, लेकिन अब, कई प्रौद्योगिकियों के सुधार के साथ, अन्य डीएनए अनुक्रमों का उपयोग किया जाने लगा है। फिर हमें डीएनए के पूर्व-संश्लेषित छोटे पूरक स्ट्रैंड्स (जिन्हें "फास्टनिंग स्ट्रैंड्स" या "डीएनए स्टेपल्स" भी कहा जाता है, आमतौर पर लंबाई में 30-40 न्यूक्लियोटाइड्स) की आवश्यकता होती है, जिन्हें कंप्यूटर मॉडलिंग और संरचनात्मक विश्लेषण का उपयोग करके अनुक्रमित किया जाना चाहिए। आइए अब एक लंबे अणु और छोटे "पेपर क्लिप" के साथ समाधान मिलाएं और मिश्रण को 95 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक गर्म करें ताकि यादृच्छिक और अनावश्यक आणविक बंधन टूट जाएं। कमरे के तापमान तक ठंडा करने की प्रक्रिया में (इस प्रक्रिया को एनीलिंग कहा जाता है), डीएनए अणु स्वयं एक साथ आएंगे, जिससे हमें आवश्यक संरचना का निर्माण होगा। सरल से भी आसान - वे हमारे लिए सब कुछ करते हैं!

चित्र तीन ए, बीमचान डीएनए (ग्रे वक्र) और एंकरिंग ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स (विभिन्न रंगों में वक्र) के बीच लिंक की योजना का वर्णन करें। में)डीएनए ओरिगेमी बनाने के लिए चरण-दर-चरण आरेख।

प्रयोग के परिणामस्वरूप, वांछित डीएनए संरचनाओं वाला एक समाधान प्राप्त होता है। घोल की एक बूंद में, अरबों छोटी वस्तुएं छिपी होती हैं, जिन्हें ओरिगेमी कागज के आंकड़ों के विपरीत, छुआ नहीं जा सकता, हाथों में घुमाया और जांचा नहीं जा सकता। परिणाम का मूल्यांकन करने के लिए, हमें अल्ट्रा-उच्च रिज़ॉल्यूशन वाले एक उपकरण की आवश्यकता है - एक परमाणु बल माइक्रोस्कोप (एएफएम) या एक इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप। आख़िरकार, 50-100 एनएम के आकार वाले आंकड़ों पर विचार करना बहुत कठिन है!

फ्लैट डीएनए ओरिगेमी संरचनाएं बनाने के लिए, आसन्न डबल-स्ट्रैंडेड अणुओं को एक क्रॉसओवर, डीएनए स्ट्रैंड्स के एक विशेष प्रकार के इंटरलेसिंग द्वारा एक दूसरे से जोड़ा जाना चाहिए। यह उलझाव वॉटसन-क्रिक पूरक जोड़ी के माध्यम से पड़ोसी श्रृंखलाओं को "चिपकाता" है और पूरी संरचना को टूटने से बचाता है। बड़ी संख्या में बाइंडिंग श्रृंखलाओं को देखते हुए, मुख्य श्रृंखला पर उनके सटीक फिट होने की संभावना की गणना करने के लिए एल्गोरिदम की आवश्यकता होती है। यदि डीएनए क्लिप गलत जगह पर बैठती है, तो इससे संरचना में दोष और अन्य सभी क्लिपों की फिट में पूर्ण गड़बड़ी हो सकती है। सबसे खराब स्थिति में, इससे संरचना बिल्कुल भी इकट्ठी नहीं हो सकेगी। फिर भी, अणुओं का पूर्णतः सपाट संरचना में स्व-संयोजन इतना आसान काम नहीं है।

चित्र 4. एकत्रित चित्र की सटीकता काफी अधिक हो सकती है और वस्तुतः आधुनिक उपकरणों के रिज़ॉल्यूशन के कगार पर है। यह सुनिश्चित करना संभव है कि डीएनए हेयरपिन को पूर्व निर्धारित स्थानों पर एक सपाट, सपाट "डीएनए कैनवास" पर खटखटाया जाए। ऐसा लगता है जैसे कपड़े के टुकड़े पर गांठों से कोई पैटर्न बनाया गया हो। इस प्रकार पृथ्वी के पश्चिमी गोलार्ध का मानचित्र तैयार किया गया, जिसे केवल एएफएम (ए, बी) की मदद से देखा जा सकता था।

डीएनए ओरिगेमी पर आधारित द्वि-आयामी संरचनाएं न केवल विभिन्न प्रकार के आकार प्राप्त करना संभव बनाती हैं, बल्कि इस तकनीक की मदद से आवश्यक कार्यात्मक समूहों और अणुओं के स्थान में अभूतपूर्व सटीकता प्राप्त करना संभव है। डीएनए स्टेपल से बंधे अणुओं को कुछ नैनोमीटर और यहां तक ​​कि एंगस्ट्रॉम (यदि सही ढंग से इकट्ठा किया गया हो) की सटीकता के साथ रखा जा सकता है!

यदि आप एक बड़ी संरचना को इकट्ठा करना चाहते हैं, तो आपको बस कई लंबी श्रृंखलाओं को एक समग्र संरचना में जोड़ना होगा, जैसे कि एक डिजाइनर या बड़ी ओरिगेमी आकृतियों में। व्यवहार में, यह उसी तरह से किया जा सकता है जैसे कि एकल पाड़ डीएनए अणु के लिए वर्णित किया गया था - आपको भविष्य की वस्तु के सभी अवयवों को एक टेस्ट ट्यूब में मिलाना होगा, इसे गर्म करना होगा और चमत्कार की प्रतीक्षा करनी होगी, या प्रत्येक को इकट्ठा करना होगा अलग से भाग करें, और फिर कम तीव्र गर्मी के साथ अंतिम असेंबली के लिए तैयार तत्वों को मिलाएं। पहले दृष्टिकोण में, हमें पर्याप्त संख्या में घटकों के साथ काम करना होगा, जिससे अणुओं के गलत संयोजन की संभावना बढ़ जाती है। भागों को अलग-अलग इकट्ठा करते समय, कई स्वतंत्र प्रयोग करना और एक अतिरिक्त कदम उठाना आवश्यक है - 50 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर गर्म होने पर छोटी संरचनाओं को बार-बार एनीलिंग करना। इस तापमान पर, हिस्से अभी तक अलग नहीं हुए हैं, लेकिन पहले से ही एक दूसरे के साथ अधिक आसानी से जुड़े हुए हैं [,]।

3डी डीएनए ओरिगेमी

कुछ संशोधनों के साथ, समतल संरचनाओं को डिजाइन करने के लिए जिस दृष्टिकोण का उपयोग किया जाता है, उसे अधिक जटिल वॉल्यूमेट्रिक मामले में सामान्यीकृत किया जा सकता है। 3डी संरचनाओं का निर्माण करते समय, आप पहले की तरह, अतिरिक्त तीसरे आयाम को ध्यान में रखते हुए क्रॉसओवर का उपयोग कर सकते हैं, और सब कुछ एक प्रयोग में एकत्र कर सकते हैं, या आपको अलग-अलग इकट्ठे फ्लैट डीएनए ऑब्जेक्ट से शुरू करने की आवश्यकता है और उसके बाद ही उन्हें अंतिम डिजाइन में संयोजित करना होगा। उपयोग किए गए अणुओं की काफी बड़ी संख्या के कारण त्रि-आयामी डीएनए ओरिगामी के मामले में क्रियाओं के सही अनुक्रम का चुनाव बेहद महत्वपूर्ण है। विशेष रूप से जटिल संरचनाओं के लिए (विशेषकर जब एक प्रयोग में पहली असेंबली रणनीति चुनते हैं), ऑब्जेक्ट की स्व-असेंबली में कई दिन लग सकते हैं।

उत्पन्न होने वाली सभी कठिनाइयों के बावजूद, त्रि-आयामी संरचनाएँ शोधकर्ताओं के लिए बहुत आकर्षक हैं! आख़िरकार, संभावित रूपों की विविधता के कारण, वॉल्यूमेट्रिक ऑब्जेक्ट्स का उपयोग विभिन्न लागू समस्याओं की एक विस्तृत श्रृंखला में किया जा सकता है।

चित्र 5. खुले ढक्कन और आणविक "ताला" के साथ डीएनए "बॉक्स"। 2009 में डेनिश सेंटर फॉर डीएनए नैनोटेक्नोलॉजी में प्राप्त किया गया। यह माना जाता है कि भविष्य में इस तरह के डिज़ाइन का उपयोग कुछ कोशिकाओं तक लक्षित दवा वितरण के लिए किया जाएगा, जहां इसे आणविक "कुंजी" का उपयोग करके खोला जाएगा।

इसलिए, कई समान वर्गों का उपयोग करके, वैज्ञानिक एक खोखला घन (यद्यपि थोड़ा विकृत) इकट्ठा करने में कामयाब रहे। डिजाइन की खामियों को दूर करने के लिए शोधकर्ताओं ने इस क्यूब में एक ढक्कन लगाया, जो नैनोमीटर आकार के ताले से बंद था। ढक्कन के खुलने को छोटी "डीएनए कुंजियों" (चित्र 5) के साथ संभोग के माध्यम से ताले की संरचना को बदलकर नियंत्रित किया जा सकता है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि क्यूब सुरक्षित रूप से लॉक है और केवल एक निश्चित कुंजी के साथ खुलता है, FRET प्रभाव ने मदद की। साथ ही, यह डिज़ाइन लक्षित दवा वितरण के लिए अपनी तरह के पहले कंटेनरों में से एक बन गया है। निःसंदेह, अभी तक केवल भविष्य में।

3डी वस्तुओं के डिजाइन में अगला चरण बिल्डिंग ब्लॉक्स का संयोजन था, जिन्हें बाद में निर्माण किट भागों की तरह एक साथ बांधा गया था (इस पर अधिक जानकारी यहां पाई जा सकती है)।

शब्दकोष

डीएनए ओरिगेमी के अनुप्रयोग: डीएनए चिप्स, आणविक मशीनें और नैनोरोबोट

अब तक, हमने मुख्य रूप से डीएनए ओरिगामी को डिजाइन करने और संयोजन करने की प्रक्रिया को छुआ है, और लगभग कभी यह उल्लेख नहीं किया है कि यह सब क्यों आवश्यक है। और वास्तव में, क्योंकि डीएनए संरचनाएं उनकी प्रशंसा करने और सौंदर्य आनंद प्राप्त करने के लिए विकसित नहीं की गई हैं! आधुनिक डीएनए नैनोटेक्नोलॉजी का उद्देश्य चिकित्सा, जैव प्रौद्योगिकी और प्रोग्रामिंग से संबंधित कई व्यावहारिक समस्याओं को हल करना है।

डीएनए निर्माण सतह पर कई सख्ती से उन्मुख कार्यात्मक समूहों को ले जा सकता है जो विशेष रूप से एक या दूसरे अणु को बांधते हैं और इस प्रकार, उनकी उपस्थिति दर्ज करते हैं। सरलतम मामलों में, एक विशेष डीएनए क्लिप को एक अनुक्रम के साथ संश्लेषित किया जाता है जो समाधान में आरएनए या डीएनए अणु का पूरक होता है। एएफएम का उपयोग करते समय, हम ऐसे अणु के एकल बंधन के कार्य को भी रिकॉर्ड कर सकते हैं, क्योंकि जब डीएनए ओरिगामी संरचना और लक्ष्य अणु के बीच एक कनेक्शन होता है, तो बाद वाला दृढ़ता से "उभारना" शुरू कर देता है। छवि का विश्लेषण करने पर यह तुरंत स्पष्ट हो जाता है।

लिगेंड या एप्टामर्स का उपयोग वास्तविक सेंसर चिप्स के निर्माण की अनुमति देता है। उनकी मदद से, न केवल एकल-फंसे न्यूक्लिक एसिड अणुओं की उपस्थिति दर्ज करना संभव है, बल्कि प्रोटीन अणुओं और हमारे लिए रुचि के अन्य यौगिकों की भी उपस्थिति दर्ज करना संभव है। परिस्थितियों के सफल संयोजन के साथ, हम एकल अणुओं का भी पता लगाने के बारे में बात कर सकते हैं।

सब्सट्रेट की सतह पर डीएनए ओरिगेमी संरचनाओं को ठीक करके पंजीकरण करने की क्षमता में सुधार किया जा सकता है। इस मामले में, सब्सट्रेट को लिथोग्राफी और नक़्क़ाशी विधियों द्वारा पूर्व-चिह्नित किया जाता है, जिसके बाद इसे विशेष रासायनिक यौगिकों के साथ संसाधित किया जाता है। लैंडिंग के लिए "ब्रिजहेड" की उचित तैयारी के साथ, डीएनए संरचनाएं हमारे लिए रुचि के स्थानों और यहां तक ​​कि वांछित अभिविन्यास में बिल्कुल क्रम में पंक्तिबद्ध हो जाती हैं। कुल मिलाकर, इस तरह के ऑपरेशनों का क्रम सब्सट्रेट पर डीएनए ओरिगेमी निर्माणों का काफी सटीक प्लेसमेंट प्रदान करता है, जो बदले में, बहुत अलग प्रकृति के अध्ययन किए गए अणुओं के और भी अधिक सटीक प्लेसमेंट के लिए सब्सट्रेट के रूप में काम करता है। पंजीकृत रासायनिक यौगिकों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए चिप उपयोग के लिए तैयार है!

डीएनए नैनोटेक्नोलॉजी के सबसे दिलचस्प क्षेत्रों में से एक आणविक मशीनों का निर्माण है जो न्यूनतम मानव भागीदारी के साथ विभिन्न ऑपरेशन कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, नेड सीमैन और उनके सहयोगियों ने दो पैरों वाली चलने वाली डीएनए मशीन बनाई। एक पूर्व-डिज़ाइन किए गए सब्सट्रेट (डीएनए से भी बना) पर, उन्होंने कई अन्य सरल डीएनए मशीनें रखीं जिनमें सोने के नैनोकण थे और जब वे संरचना बदलते थे तो उन्हें छोड़ सकते थे। हमारा "आण्विक पैदल यात्री" सब्सट्रेट के साथ चला गया (पहले से ज्ञात सड़क के साथ, जिसे भी इकट्ठा करना था) और, जब वह सोने के वाहक के पास था, तो उनसे एक सोने का नैनोकण छीन लिया! कुछ सोना पाने के बाद, हमारा नायक शांत नहीं हुआ और सोने के खनन के अगले हिस्से के लिए चला गया। प्रयोगों के अंत में, लालची डीएनए पैदल यात्री को खुद को काफी समृद्ध करना चाहिए था!

आणविक मशीनों की प्रोग्राम योग्य गति की संभावना प्रदर्शित करने के लिए, शोधकर्ताओं के एक अन्य समूह ने तीन पैरों और एक पूंछ के साथ एक डीएनए "मकड़ी" को इकट्ठा किया। (बेशक, यह एक अजीब मकड़ी निकली, लेकिन हम इस पर अपनी आँखें बंद कर लेंगे।) कार्यात्मक आणविक समूह डीएनए "मकड़ी" के पैरों से जुड़े हुए थे, जिससे विशेष रूप से बनाए गए ट्रैक के साथ चलना संभव हो गया। यह उद्देश्य. अपनी यात्रा की शुरुआत में ही मकड़ी को उसकी पूँछ में एक अणु ताले से बाँध दिया गया था; फिर, ताले के अणु को चाबी के अणु से बाँधने के बाद, उसे छोड़ दिया गया और वह दुनिया का पता लगाने के लिए भाग गया! मकड़ी के डीएनए की गति को कुल आंतरिक प्रतिबिंब माइक्रोस्कोपी का उपयोग करके वास्तविक समय में फिल्माया गया था - इसकी औसत गति 3 एनएम/मिनट थी। जाहिर है, वह भागा नहीं, बल्कि मजे से अपने रास्ते पर चलता रहा।

जरूरतमंद कोशिकाओं तक लक्षित दवा वितरण के मुद्दे के संबंध में डीएनए ओरिगेमी और अन्य डीएनए नैनोटेक्नोलॉजीज पर बड़ी उम्मीदें लगाई गई हैं। दुर्भाग्य से, इस क्षेत्र को अन्य क्षेत्रों की तरह विकसित नहीं किया गया है, और यह अभी भी गहन शोध के चरण में है। यह माना जाना बाकी है कि समग्र रूप से स्वास्थ्य देखभाल और मानवता के लाभ के लिए सेवारत डीएनए रोबोट से संबंधित खोजें अभी बाकी हैं!

निष्कर्ष के बजाय

आज तक, विभिन्न देशों के वैज्ञानिकों ने बड़ी मात्रा में प्रायोगिक डेटा एकत्र किया है और डीएनए प्रौद्योगिकियों पर आधारित बड़ी संख्या में तंत्रों का वर्णन किया है, जिन्हें अभी तक पूरी तरह से समझा और मूल्यांकन नहीं किया जा सका है। अब भी, प्रत्येक प्राप्त संरचना और दूसरों पर इसके फायदों का विस्तार से वर्णन करना संभव नहीं है। आख़िरकार, यदि 10 साल पहले दुनिया भर में केवल कुछ ही प्रयोगशालाएँ इस प्रकार के शोध में लगी हुई थीं, तो अब उनकी संख्या कई दर्जन होने का अनुमान है। विज्ञान के इस क्षेत्र के भविष्य के संबंध में निश्चित रूप से एक ही बात कही जा सकती है - भविष्य में यह और भी दिलचस्प होगा! आपको यह समझाने के लिए, यहां एक लेख का शीर्षक है जो अप्रैल 2014 में प्रकाशित हुआ था - "एक जीवित जानवर में डीएनए ओरिगेमी रोबोट द्वारा सार्वभौमिक कंप्यूटिंग", जो जीवित तिलचट्टे में डीएनए नैनोरोबोट के उपयोग का वर्णन करता है प्रोग्राम्ड द्वि-आयामी स्व-संयोजन एकाधिक डीएनए ओरिगेमी आरा टुकड़े। एसीएस नैनो 5, 665-671; ;

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तत्व: "डीएनए से नैनोस्ट्रक्चर को लेगो सिद्धांत के अनुसार इकट्ठा किया जा सकता है";

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• ट्यूटोरियल:डीएनए अणु की संरचना, रासायनिक संरचना और कार्यों के बारे में प्रारंभिक ज्ञान तैयार करना।
• विकसित होना:सक्रिय जीवन स्थिति के विकास को बढ़ावा देना, अर्जित ज्ञान का विश्लेषण करने और उसे जीवन में लागू करने की क्षमता विकसित करना।
• शिक्षात्मक: अपने जीवन, भावी बच्चों के जीवन के लिए जिम्मेदारी की भावना पैदा करना; प्रकृति के प्रति प्रेम पैदा करें.

शैक्षिक और दृश्य सहायता:

• तीन संस्करणों में शामिल सामग्री की जाँच के लिए व्यक्तिगत कार्य कार्ड
• ऑडियो रिकॉर्डर
• टर्म कार्ड
• डीएनए का डेमो मॉडल
• "आपका" डीएनए बनाने के लिए रंगीन तार का एक सेट
• रंगीन क्रेयॉन का सेट

कक्षाओं के दौरान

1. शिक्षक का परिचयात्मक भाषण.

"प्रकृति सबसे महत्वपूर्ण चीज़ है, और सब कुछ उसके नियमों के अनुसार होता है, और हम प्रकृति का ही एक कण हैं और हम भी उसके नियमों के अनुसार जीते हैं, और वही शक्तियाँ हमारे भीतर काम करती हैं।" ये प्रसिद्ध "हार्डनिंग सिस्टम - ह्यूमन ट्रेनिंग" के लेखक - पी.के. इवानोव की पुस्तक के शब्द हैं।

आइए यहां कीवर्ड को परिभाषित करने का प्रयास करें:

प्रकृति, हमारे अंदर "शक्ति" के नियम।

इन अवधारणाओं से हम भौतिकी, रसायन विज्ञान, जीव विज्ञान के पाठ्यक्रमों से परिचित हैं। लेकिन हमारे अंदर कौन सी ताकतें हैं, वे कैसे कार्य करती हैं - हम पाठ के दौरान सीखेंगे।

2. वार्म अप.

जैसा कि आप पहले से ही जानते हैं, कोशिकाओं में लगभग 80 विभिन्न रासायनिक तत्व होते हैं।

जीवित जीवों के गुणों और प्रक्रियाओं पर उनका विभिन्न प्रकार का प्रभाव पड़ता है।

तो कार्य यह है:

विकल्प I - शरीर पर तत्वों का प्रभाव:

Ca, Fe, Md, I, Zn.

विकल्प II - मैक्रोलेमेंट्स, माइक्रोलेमेंट्स, अल्ट्रामाइक्रोलेमेंट्स (रासायनिक संकेत, % सामग्री) का नाम दें।

III विकल्प - प्रश्नों के उत्तर दें:

किन पदार्थों को अकार्बनिक के रूप में वर्गीकृत किया जाता है

किन पदार्थों को कार्बनिक के रूप में वर्गीकृत किया गया है

"अकार्बनिक" का क्या मतलब है?

"जैविक" का क्या मतलब है?

सभी जीवित जीवों से मिलकर बनता है ... (शांत संगीत चालू होता है)

3. नई सामग्री सीखना.

यह तो सब जानते हैं कि परी कथा झूठ होती है, लेकिन उसमें एक संकेत होता है और एक असामान्य सीख मिलती है। बिना विषय के पाठ.

समस्या कार्य:

स्पष्टीकरण के दौरान पाठ के विषय का शीर्षक निर्धारित करें। तो, मैं एक परी कथा सुनाऊंगा, और आप अपनी नोटबुक में "संकेत" ठीक कर लेंगे।

एक निश्चित साम्राज्य में, एक अंतःकोशिकीय राज्य में, एक केन्द्रक रहता था। बहुत गोल और प्यारा. और नाम बहुत सरल है - कोर (कहानी के दौरान बोर्ड पर एक चित्र बनाया गया है)। (चित्र 1)

जीवन कठिन नहीं था. राज्य कम से कम छोटा है, लेकिन जैसा होना चाहिए, सीमाएँ (खोल) और चिपचिपे तरल (साइटोप्लाज्म) के साथ एक खाई थीं। पिरान्हा वहाँ रहते थे (लाइसोसोम)। जब विदेशी व्यापारी चालाक होकर सीमा पार (चयापचय) माल ले जाते थे, तो लाइसोसोम सख्ती से गुणवत्ता की निगरानी करते थे और कम गुणवत्ता वाले उत्पादों को तुरंत पचा लेते थे: व्यापारियों के साथ मिलकर।

कोर को गर्व हो गया कि यह इतना महत्वपूर्ण है। उसके सामने व्यापारियों ने "अपनी टोपियाँ तोड़ दीं" और उसे विदेशों में अपनी उपाधि दी। तब से, कोर को बुद्धिमानी से कहा जाने लगा है - न्यूक्लियस (पाठ के दौरान, कार्यों वाले कार्ड बोर्ड से जुड़े होते हैं)।

वक्त निकल गया। न्यूक्लियस दुखी है, बात करने वाला कोई नहीं है, उसने विरासत को आगे बढ़ाने के बारे में सोचा, उसने सोचा और अपने शरीर से एक छोटा बच्चा (न्यूक्लियोटाइड्स) बनाने का फैसला किया।

न्यूक्लियोटाइड को विघटित करता है:

यहीं एडेनिल(ए) यहाँ पर साइटिडिल(सी), यहाँ थाइमिन(टी), ठीक है, यहाँ गुआनील(जी)।

हाँ, कुछ भी काम नहीं करता. सौभाग्य से मेहमान आ गये। एक घनिष्ठ मित्र आया - एक एंजाइम, और चचेरे भाई - एक हाइड्रोजन और सहसंयोजक बंधन। तभी एटीएफ दौड़ता हुआ आया. हर कोई इस बात का बखान करता था कि वह कितनी बहुमुखी थी।

हर कोई एक साथ व्यापार में लग गया - न्यूक्लियोटाइड बिछाए गए हैं।

सहसंयोजक बंधन सबसे चतुर, सबसे मजबूत है, इसने न्यूक्लियोटाइड को जोड़े में मोड़ना शुरू किया, यादृच्छिक रूप से नहीं, बल्कि भावना के साथ। और भावना है संपूरकता" कहा जाता है। (चित्र 2)

यहां हाइड्रोजन बांड ने हस्तक्षेप किया: "हालांकि मैं कमजोर हूं, मैं भी मदद करूंगा; चलो, मैं सब कुछ ठीक से मोड़ दूंगा।" और "मोड़"। यह खूबसूरती से निकला. (चित्र तीन)

एंजाइम ने तुरंत नवजात को एक नाम दिया - पॉलीन्यूक्लियोटाइड, और फिर एटीएफ कैसे चिल्लाएं (पहले से ही एक बहुत ऊर्जावान व्यक्ति):

"यह एक लड़की है! देखो, उसकी कमर है!" कुछ भी नहीं करना। एक और नाम चुना गया है. याद आ गई। इसके मूल में एक दादी थीं, उनका नाम था - डीऑक्सीराइबोज़. इसलिए उन्होंने नवजात शिशु का नाम रखने का फैसला किया - डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड, संक्षेप में - डीएनए। यहाँ परी कथा समाप्त होती है, और जिसने भी सुना: वह पाठ के विषय का नाम बताएगा:

"डीएनए का जन्म"

4. समेकन - "अपना डीएनए बनाएं।"

(रंगीन तार से हर कोई "अपना" डीएनए बनाता है)

एक डबल-स्ट्रैंडेड सुपरहेलिक्स प्राप्त होता है

प्र. 5। निष्कर्ष।

और जब डीएनए बड़ा हुआ, तो मुझे पासपोर्ट मिला, क्रोमोसोम का हिस्सा बन गया, वहां नौकरी मिल गई: यह आनुवंशिक जानकारी को संग्रहीत और प्रसारित करता है।

शायद यह "हमारे भीतर की ताकतें" हैं।

6. गृहकार्य.

क) मौखिक - आज मेरी खोज

मेरे विश्वदृष्टि में क्या बदलाव आया है

बी) लिखित - सभी जीवित चीजों के संबंध में आचरण के नियम लिखें: एक भेड़िया, एक खरगोश, एक गाजर।