Λογισμικό Cn3D: εξερευνώντας τη δομή του DNA

Λογισμικό Cn3D

Το Cn3D είναι ένα λογισμικό οπτικής απεικόνισης της μοριακής δομής του DNA, του RNA ή και πρωτεΐνών, η χρήση του οποίου εξασφαλίζει διπλό όφελος: οι μαθητές διδάσκονται βασικές αρχές της βιοπληροφορικής ενώ ταυτόχρονα κατορθώνουν να ερμηνεύουν βιολογικά δεδομένα και επομένως να μαθαίνουν βιολογία. Είναι εύκολο στη χρήση και χρησιμοποιώντας δεδομένα από μεγάλες βάσεις βιοπληροφορικής είναι δυνατή η καλύτερη κατανόηση βασικών βιολογικών φαινομένων που σχετίζονται με τη δομή και τη λειτουργία.

H χρήση του Cn3D, προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα:

  • από πρακτικής σκοπιάς, καθώς είναι ένα πρόγραμμα εύκολο στη χρήση, διατίθεται δωρεάν και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διάφορες λειτουργικές πλατφόρμες, όπως Windows, Mac OS X, Unix
  • παρέχεται από το National Center for Biotechnology Information (NCBI) και χρησιμοποιείται από πλήθος επιστημόνων, ενώ η υποστήριξη και η εξέλιξή του χρηματοδοτείται από εθνικούς πόρους, γεγονός που δίνει τη δυνατότητα να υπάρχουν σταθερές εκδόσεις
  • από παιδαγωγικής σκοπιάς, μελέτες δείχνουν πως μαθητές που χρησιμοποιούν το Cn3D για να οπτικοποιήσουν στοιχεία της δομής του DNA έχουν τη δυνατότητα να βελτιώσουν την ικανότητα μάθησής τους, καθώς τους προσφέρεται η ευκαιρία να προσεγγίσουν θέματα δομής και λειτουργίας του DNA λιγότερο αφαιρετικά

cn3dΕιδικότερα οι μαθητές με το Cn3D κατορθώνουν να παρατηρήσουν και να αλληλεπιδράσουν με διάφορους τρόπους στη δομή του DNA. Μπορούν να διαπιστώσουν την κατεύθυνση των αλυσίδων και το γεγονός ότι είναι αντιπαράλληλες, να εντοπίσουν τα συστατικά των νουκλεοτιδίων και να εξετάσουν το σκελετό φωσφορικής ομάδας – πεντόζης. Μπορούν να συγκρίνουν τους ομοιοπολικούς δεσμούς με τους δεσμούς υδρογόνου, να αναγνωρίσουν τις συμπληρωματικές βάσεις, να μετρήσουν τον αριθμό των δεσμών υδρογόνου σε κάθε ζευγάρι βάσεων που δημιουργείται και τέλος να παρατηρήσουν πλήθος διαφορετικών αλληλουχιών από δίκλωνες αλυσίδες για να διαπιστώσουν τη σχετική θέση των αλυσίδων μεταξύ τους.

Για να μπορέσει κάποιος να χρησιμοποιήσει το λογισμικό θα πρέπει να το εγκαταστήσει τοπικά στον υπολογιστή του και στη συνέχεια να αναζητήσει μέσα από τις βάσεις δεδομένων του NCBI κάποια ακολουθία DNA, να τη σώσει την υπολογιστή του και τέλος να δει την τρισδιάστατη απεικόνιση μέσω του λογισμικού. Μάλιστα η έκδοση του λογισμικού συνοδεύεται και από αναλυτικές οδηγίες που κατευθύνουν για αποτελεσματικότερη χρήση.

Αμερικάνοι ερευνητές χρησιμοποίησαν το Cn3D με διπλό σκοπό: να δημιουργήσουν ένα πακέτο που περιλαμβάνει προτεινόμενες δραστηριότητες με το Cn3D ενώ ταυτόχρονα μελέτησαν την αποδοχή του και τη χρήση του από τους μαθητές. Χρησιμοποιώντας διάφορες ακολουθίες τόσο από NMR (είναι ορατοί οι δεσμοί υδρογόνου) όσο και από κρυσταλλογραφία ακτίνων-Χ, προσέθεσαν πλήθος σχολίων για να κάνουν το υλικό πιο συμβατό στις ανάγκες και τις δυνατότητες των μαθητών.

Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της εργασίας τους (ελεύθερη πρόσβαση, μπορείτε να αποθηκεύσετε σε μορφή .pdf το αρχείο της δημοσίευσης), που δημοσιεύθηκε στην επιστημονική επιθεώρηση Life Sciences Education, διαπίστωσαν πως η κατανόηση των μαθητών ήταν ικανοποιητικότερη σε σχέση με την απόδοση που είχαν όταν χρησιμοποιούνταν συμβατικές μέθοδοι διδασκαλίας (διαλέξεις, εργαστηριακές ασκήσεις, μελέτη κειμένου).

Αρέσει σε %d bloggers: