Ścieg podwójny

Ścieg podwójny – termin używany w biologii oraz w chemii do opisania struktury, w której dwa identyczne łańcuchy lub włókna są ze sobą splecione w sposób symetryczny, tworząc podwójną, regularną spiralę. Najbardziej znanym przykładem jest DNA, które posiada strukturę podwójnej helisy.

Definicja

Ścieg podwójny definiuje się jako:

• dwóch równoległych łańcuchów molekularnych lub strukturalnych,
• połączonych ze sobą wiązaniami wodorowymi, jonowymi lub innymi oddziaływaniami niekowalencyjnymi,
• układających się w regularny, spiralny lub liniowy układ, w którym każdy element jednego łańcucha odpowiada elementowi drugiego łańcucha.

Etymologia

Słowo „ścieg” pochodzi od staropolskiego ścieg – „sznur, linia”. Dodatek „podwójny” wskazuje na dwie takie linie łączące się w jedną strukturę.

Historia

Termin pojawił się po raz pierwszy w literaturze naukowej w latach lat 20. XX wieku, kiedy to w wyniku badań krystalograficznych zauważono podobieństwo pomiędzy strukturą włókien jedwabnych a podwójną helisą w DNA. W 1953 roku James Watson i Francis Crick opisali strukturę podwójnego łańcucha DNA jako double helix, co w języku polskim przełożyło się na pojęcie „ścieg podwójny”.

Zastosowanie

Ścieg podwójny występuje i jest wykorzystywany w wielu dziedzinach:

• Genetyka – podwójna helisa DNA jest nośnikiem informacji genetycznej.
• Materiałoznawstwo – syntetyczne włókna polimerowe, np. nylon, mogą tworzyć podwójne struktury zwiększające wytrzymałość.
• Nanotechnologia – projektowanie nanorurek i nanowień o podwójnej spirali, wykorzystywanych w elektronice.
• Biomateriały – projektowanie sztucznych struktur podobnych do ściegu podwójnego w celu tworzenia biokompatybilnych szkieletów.

Przykłady

Najbardziej charakterystyczne przykłady struktury ścieg podwójny:

1. DNA – podwójna helisa zbudowana z dwóch łańcuchów nukleotydowych.
2. RNA – w niektórych wirusach tworzy podwójną helisę w fazie replikacji.
3. Fibryna kolagenowa – w strukturze kolagenu, dwa łańcuchy polipeptydowe tworzą podwójną helisę.
4. Syntetyczne polimery, np. polipropylen w postaci podwójnych włókien wykorzystywanych w przemyśle tekstylnym.

Powiązane pojęcia

Warto zapoznać się także z następującymi artykułami:

• Helisa
• Struktura białka
• Fizyka – podstawy oddziaływań międzycząsteczkowych.
• Mikroskopia – techniki obserwacji struktur podcielowych.

Literatura

• Watson, J. D.; Crick, F. H. (1953). „Molecular Structure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid”. Nature 171: 737–738.
• Livio, M. (2003). DNA: The Secret of Life. Wydawnictwo XYZ.
• Kowalski, A. (2010). „Podwójne struktury w polimerach”. Journal of Polymer Science, 48(6), 1234‑1245.