紙ひもで1000万倍サイズのDNAモデルを編んでみよう!


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紙ひもで1000万倍サイズのDNAモデルを編んでみよう!

1000万倍DNAモデルのストラップ

すべての生物に共通する遺伝子の正体、DNA(デオキシリボ核酸)。最近では中学校理科や高校理科でも当たり前のように学ぶようになりました。iPS細胞による再生医療で名前を聞かない日はありませんし、個人の遺伝情報の解析もリーズナブルな値段でできるようになってきています。もはや私たちにとっても切り離せない存在です。

DNAは「2重らせん構造」という2本のはしごをねじったような形をしています。しかし、DNAはとても小さく細い物質なので当然ながら肉眼では見ることができません。そこでさまざまなDNAのモデルや模型があります。今回はその中でも、身近なもので簡単に作ることができ、最後はストラップとして持ち帰ることのできる、紙ひもで作った1000万倍DNAモデルの作り方を紹介します!

 

紙ひもでDNAモデルを作ろう!

今回紹介する紙ひもで作る1000万倍DNAモデルは、静岡県の磐田東学園磐田東高等学校講師の大場駿二先生の考案されたものだそうです。著者は先生と直接お会いしたことはありませんが、子どもから大人まで愛着のもてるモデルですので紹介させていただきます。

【材料と道具】

  • ビニールコード(マルツパーツ管など電子部品を売っている店で購入可能
  • 紙ひも20号(20号は通常より太めの紙ひも。ドラッグストアやホームセンターで売っていることが多い)
  • 木工用ボンド
  • 輪ゴム
  • はさみ
  • ニッパー(※はさみでも代用可)
  • 二重リング(文具店で購入)
  • 携帯ストラップパーツ(100円ショップ)
  • メジャー

1000万倍DNAモデルを作るのに必要な道具

写真は大量に作ったときに用意したもので、1つ作るだけなら少量で済みます。

この中で少し気をつけたいのが紙ひも。100円ショップやスーパーでは15号の細い紙ひもを売っていることが多いのですが、これから紹介するDNAモデルにはあまり向きません。20号の太い紙ひもはドラッグストアやホームセンターで売っていることが多いので探してみてください。

では、さっそく作り方を紹介しましょう。これから紹介するのは1つのモデルを作るときの方法です。

 

1.ビニールコードと紙ひもをカットしよう!

ビニールコードを20cm、紙ひもを40cmに2本切り分けます。

ビニールコードと紙ひも

 

2.紙ひもを輪ゴムでまとめよう!

切り分けたビニールコードを半分に折り、それを芯になるような形に2本の紙ひもを添えます。そして、ビニールコードの折り目と紙ひもを揃え、大体1cmくらいのところを輪ゴムでグルグルに巻いてまとめます。ストラップを作る際には、このときにビニールコードの折り目に二重リングをあらかじめ一つ加えておくと、あとで楽になります。

ビニールコードと紙ひもの準備

これで下準備が完了しました!ここからいよいよ紙ひもを編んでいきます!

 

3.紙ひもでDNAを編もう!

ここからは紙ひもを編む方法を説明していきます。もしかすると「私は不器用だから編み物なんて・・・」と思われる人もいるかもしれませんが、ご安心ください! 落ち着いて1つ1つ編み方を見てみましょう。

まずは写真の状態になっている紙ひもをその状態のまま持ってみましょう。

ビニールコードと紙ひもの準備

今、写真の状態と同じであれば、紙ひもが右と左に1本ずつあるはずですね。まずは右の紙ひもを持ち、写真のように紙ひもを運んでみましょう。

1000万倍DNAモデルの作り方

ビニールコードが一番後ろにある状態で、右の紙ひもを左の紙の後ろにまわし、写真の状態と全く同じように止めてみましょう。

次に、左の紙ひもを動かします。左の紙ひもの末端を持って、写真のように動かしましょう。

1000万倍DNAモデルの作り方

左の紙ひもをもった手をそのままビニールコードの後ろにまわしてしまいます。そしてまた写真のようにして止めてください。

今、右側の紙ひもとビニールコードの間に輪ができていますね。左の紙ひもを後ろから手前に輪の中を通しましょう。

1000万倍DNAモデルの作り方

写真の状態まで紙ひもを動かすと、ビニールコードがちょうど2本の縛ったときにできる輪の中に入っている状態ができます。最後に、左右両方の紙ひもの末端を持ってぎゅっと引っ張りましょう。

1000万倍DNAモデルの作り方

あまりキツく縛ると紙ひもなので破けてしまうことがあるので注意しましょう。また、緊張しすぎて手から汗が出ることもあるので、焦らずゆっくり、そして手を時々ハンカチで拭きながら編んでみるとよいでしょう。

 

4.12回編もう!

「3.紙ひもでDNAを編もう」で1回編みましたので、正確にはあと11回。3で紹介した編み方と全く同じことをあと11回繰り返しましょう。1回できればあとは簡単!(なはず)

1000万倍DNAモデルの作り方

繰り返し編むと徐々にねじれてきます。時々きゅっと引っ張って形を整えていくときれいになります。逆にゆるいとあとでほどけてしまうので気をつけましょう。

1000万倍DNAモデルの作り方

5回目くらいになるとさらにねじれてきて、DNAのあの2重らせん構造っぽくなってきます。ここまできたら一旦輪ゴムを外しましょう。しっかり編んであればほどけません。写真では割り箸で輪を広げていますが、別に広げなくでも完成できるので気にしないください。

1000万倍DNAモデルの作り方

あと少しです!

1000万倍DNAモデルの作り方

12回編んだところでよく見ると、ちょうどらせんが1周します。(これを考えた先生は本当にすごい!)

 

5.仕上げをしよう!

最後は不必要な部分をカットして形を整えます。まずニッパーを使って余ったビニールコードをカットしてしまいましょう。

1000万倍DNAモデルの作り方

さらにカットした根元に木工用ボンドをつけて固めましょう。

1000万倍DNAモデルの作り方

反対側も木工用ボンドで止めておきましょう。

1000万倍DNAモデルの作り方

余った紙ひももすべて要らないのでカットしてしまいましょう。上下両方とも切ってしまいますが、ちゃんと編み込まれていればほどける心配はありません。

1000万倍DNAモデルの作り方

あとは二重リングと携帯ストラップパーツを輪に通しましょう。

1000万倍DNAモデルのストラップ

これで完成です!

1000万倍DNAモデルのストラップ

 

本当に1000万倍サイズなの?

さて、ここまで紙ひもを一心不乱(?)に編んだと思いますが、果たしてこれは本当に1000万倍サイズのDNA二重らせん構造なのでしょうか?

ここで、あなたの作ったDNAモデルのストラップの長さを測ってみましょう。

1000万倍DNAモデルのストラップ

作った人によって多少長さは異なりますが、だいたい4cmくらいになっているはずです。

今見ているこのDNAの二重らせん構造が、本物のDNAでは4nm(ナノメートル)になります。1nmの1000倍が1μm(マイクロメートル)、さらにその1000倍が1mm、さらに10倍が1cmですから、合計10000000倍(1000万倍)になるのです。

DNAも1000万倍くらいにすると手に取ってみることのできるサイズになるんですね!

 

工夫次第でいろんなDNAモデルを作れる!

下の写真は今回作ったDNAモデルを少し応用したものです。

1000万倍DNAモデルのストラップ

左側のDNAモデルは、黄色の蛍光ペンのインクを溶かした水溶液につけ1日干したものです。また、DNA2重らせん構造はアデニン(A)、チミン(T)、グアニン(G)、シトシン(C)という4種類の塩基が相補的にくっついています。塩基を紙で印刷し、のりで貼ればより一層DNAモデルらしくなります。

さらに、今回は4cmしか作りませんでしたが、ビニールコードと紙ひもで非常に長いDNAモデルを作れば、ヒストン(DNAが巻き付いているタンパク質)と合わせてクロマチン構造を再現したり、さらに頑張って編めばソレノイドモデルやヌクレオソームなども作ることができます。知識とアイデア次第でさらに応用ができるはず!(あと必要なものは根気だけです)

ソレノイドモデル

 

あとがき

今回紹介した紙ひもで作る1000万倍サイズのDNAモデルは、誰でもつくることができ、応用の余地も多いモデルです。ぜひ一度作ってみてくださいね!

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