ملخص

Construction process

This file was derived from a 3D model of DNA, converted to SVG and coloured using David Eccles' STL2SVG script:

type=orig; ~/scripts/stl2svg.pl ./DNA_linear_complete_helix1.stl:330 ./DNA_linear_complete_helix2.stl:200 ./DNA_linear_complete_${type}_A.stl:140 ./DNA_linear_complete_${type}_C.stl:250 ./DNA_linear_complete_${type}_G.stl:90 ./DNA_linear_complete_${type}_T.stl:30  > out_${type}.svg
type=mut; ~/scripts/stl2svg.pl ./DNA_linear_complete_helix1.stl:330 ./DNA_linear_complete_helix2.stl:200 ./DNA_linear_complete_${type}_A.stl:140 ./DNA_linear_complete_${type}_C.stl:250 ./DNA_linear_complete_${type}_G.stl:90 ./DNA_linear_complete_${type}_T.stl:30  > out_${type}.svg

The DNA models were then combined and annotated using Inkscape. The DNA backbone for the model is a pentagon extruded over a sine wave using David Eccles' guided path extrude script. The model source file (in OpenSCAD format) is shown below:

use <guided_extrude.scad>;

hl = 100; // helix length
hp = 33.2; // helix pitch [in angstroms]
hr = 10; // helix radius [in angstroms]
bbr = 1.5; // backbone radius

loops = hl / hp;

// random bases
//bases = rands(0, 4, ceil(360 * loops / 34.3),1);

// *GRINGENE* -- TAA GGN MGN ATH AAY GGN GAR AAY GAR TGA
//            -- TAA GGC AGG ATC AAC GGC GAG AAC GAG TGA
// A = 0; G = 1; C = 2; T = 3
// [different from my usual order,
//  to simplify the 3D model logic]
bases = [3,3,3, 1,1,2, 0,1,1, 0,3,2, 0,0,2,
         1,1,2, 1,0,1, 0,0,2, 1,0,1, 3,1,0];

bAng = atan2(sin(120) - sin(0), cos(120) - cos(0));

drawMode = "all";

module lineTo(x1, x2){
  hull(){
    translate(x1) sphere(r=0.25, $fn=5);
    translate(x2) sphere(r=0.25, $fn=5);
  }
}

backbone_profile = [for(th = [0:72:359]) [bbr*cos(th),
                                          bbr*sin(th)*1]];

inc = floor($t * 30);
thf = ($t * 30) - inc;
h1limit = (360 * loops);
h1jump = (360 * loops);


helix_1 = [for(th = [(thf*34.3):(34.3/2):h1jump])
  [hr * cos(th), hr * sin(th), hl * th / (360 * loops)]];

helix_2 = [for(th = [120:(34.3/2):(360 * loops+120)])
  [hr * cos(th), hr * sin(th), hl * (th-120) / (360 * loops)]];

module purine(){
  linear_extrude(height=0.75, center=true){
    // average hydrogen bond length in water: 1.97 A
    // https://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_bond#Structural_details  
    translate([-0.985,0])
      // scale: average of C-C and C=C bond length
      scale(1.435) translate([-2,0]) rotate(12) rotate(18){
        rotate(-30) translate([1,0]) circle(r=1, $fn=6);
        color("blue")
          rotate(36) translate([-1 / (2*sin(36)),0])
            circle(r=1 / (2*sin(36)), $fn=5);
    }
  }
}

module pyrimidine(){
  linear_extrude(height=0.75, center=true){
    // average hydrogen bond length in water: 1.97 A
    // https://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_bond#Structural_details  
    translate([-0.985,0])
      scale(1.435) translate([-2, 0]) translate([1,0])
         circle(r=1, $fn=6);
  }
}

$vpt = [0, 0, 0];
//$vpr = [310, 105, 10];
$vpr = [0, 0, 0];

rotate([310, 105, 130]) translate([0,0,-hl/2]) {
  if(drawMode == "all" || drawMode == "helix1") color("lightblue")
    mapExtrude("vertCylinder", backbone_profile, helix_1);
  if(drawMode == "all" || drawMode == "helix2") color("pink")
    mapExtrude("vertCylinder", backbone_profile, helix_2);
  for(thb = [inc:(360 * loops / 34.3 + inc)]) {
    thi = thb-inc;
    th = (thi-thf) * 34.3;
    thisBase = bases[floor(thb%30)];
    doPur = (thisBase < 2);
    // base bond has a -1.2° angle;
    // not quite sure how to implement that
    baseFrac = (doPur ? 0.55 : 0.45);
    baseFInv = 1 - baseFrac;
    translate([0,0,hl * th / (360 * loops)]) rotate([-1.2,0,0]){
      if(drawMode == "all" || drawMode == "helix2") color("pink")
        lineTo([hr * cos(th)*(baseFrac-0.15) +
                hr * cos(th+120) * (baseFrac+0.15),
                hr * sin(th)*(baseFrac-0.15) +
                hr * sin(th+120) * (baseFrac+0.15)],
               [hr * cos(th+120), hr * sin(th+120)]);
      if(th < (h1jump))
        if(drawMode == "all" || drawMode == "helix1") color("lightblue")
          lineTo([hr * cos(th), hr * sin(th)],
                 [hr * cos(th)*(baseFrac+0.15) +
                  hr * cos(th+120) * (baseFrac-0.15),
                  hr * sin(th)*(baseFrac+0.15) +
                  hr * sin(th+120) * (baseFrac-0.15)]);
      if(drawMode == "all" ||
         (drawMode == "A" && thisBase == 0) ||
         (drawMode == "G" && thisBase == 1) ||
         (drawMode == "C" && thisBase == 2) ||
         (drawMode == "T" && thisBase == 3)
        )
      color((thisBase < 1) ? "green" : 
            (thisBase < 2) ? "gold"  :
            (thisBase < 3) ? "blue"  :
                             "red")
      translate([hr * cos(th)*baseFrac + hr * cos(th+120) * baseFInv,
                 hr * sin(th)*baseFrac + hr * sin(th+120) * baseFInv])
         rotate(180 + bAng + th) if(doPur) {
            purine(); } else { pyrimidine(); };
      if(drawMode == "all" ||
         (drawMode == "A" && thisBase == 3) ||
         (drawMode == "G" && thisBase == 2) ||
         (drawMode == "C" && thisBase == 1) ||
         (drawMode == "T" && thisBase == 0)
        )
        if(th < (h1jump))
        color((thisBase < 1) ? "red"  : 
              (thisBase < 2) ? "blue" :
              (thisBase < 3) ? "gold" :
                               "green")
        translate([hr * cos(th)*baseFrac + hr * cos(th+120) * baseFInv,
                   hr * sin(th)*baseFrac + hr * sin(th+120) * baseFInv])
           rotate(bAng+th) if(doPur) {
              pyrimidine(); } else { purine(); };
    }
  }
  if(drawMode == "all" || drawMode == "helix1") color("lightblue") {
    translate(helix_1[len(helix_1)-1]) sphere(r=bbr, $fn=5);
    translate(helix_1[0]) sphere(r=bbr, $fn=5);
  }
  if(drawMode == "all" || drawMode == "helix2") color("pink") {
    translate(helix_2[0]) sphere(r=bbr, $fn=5);
    translate(helix_2[len(helix_2)-1]) sphere(r=bbr, $fn=5);
  }
}

ترخيص

أنا، صاحب حقوق التأليف والنشر لهذا العمل، أنشر هذا العمل تحت الرخص التالية:

يسمح نسخ وتوزيع و/أو تعديل هذه الوثيقة تحت شروط رخصة جنو للوثائق الحرة، الإصدار 1.2 أو أي إصدار لاحق تنشره مؤسسة البرمجيات الحرة؛ دون أقسام ثابتة ودون نصوص أغلفة أمامية ودون نصوص أغلفة خلفية. نسخة من الرخصة تم تضمينها في القسم المسمى GNU Free Documentation License.http://www.gnu.org/copyleft/fdl.htmlGFDLGNU Free Documentation Licensetruetrue

هذا الملف مرخص تحت ترخيص المشاع الإبداعي الدولية المُلزِمة بنسب العمل إلى مُؤلِّفه 4.0.

نسب العمل لمُؤَلِّفه: SNP model by David Eccles (gringer)

يحقُّ لك:

• مشاركة العمل – نسخ العمل وتوزيعه وبثُّه
• إعادة إنتاج العمل – تعديل العمل

حسب الشروط التالية:

• نسب العمل إلى مُؤَلِّفه – يلزم نسب العمل إلى مُؤَلِّفه بشكل مناسب وتوفير رابط للرخصة وتحديد ما إذا أجريت تغييرات. بالإمكان القيام بذلك بأية طريقة معقولة، ولكن ليس بأية طريقة تشير إلى أن المرخِّص يوافقك على الاستعمال.

https://creativecommons.org/licenses/by/4.0CC BY 4.0 Creative Commons Attribution 4.0 truetrue

لك أن تختار الرخصة التي تناسبك.