химический каталог




Биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

ов можно представить в виде

AG = N(2E% + Ег) — TAS, (7.47)

где N — число нуклеотидов в цепи, Ei— энергия, выделяемая при включении одного нуклеотида в цепь, Е2 — среднее значение энергии, выделяемой в результате взаимодействий, стабилизующих уотсон-криковскую пару. Энергия Ег зависит от относительного содержания х пар ГЦ:

E2 = xEtu + (i-x)EAT. (7.48)

изменение энтропии AS определяется заменой нуклеозидтрифос-•фата (НТФ) на пирофосфат (ФФ) в растворе и утратой нуклео^-тидом, включившимся в двойную спираль, вращательных и поступательных степеней свободы. Этот последний фактор запишем в виде к In q. В целом

AS

= -2iV«ln(gf™V (7.49)

где Сфф — концентрация ФФ в растворе, с"нтФ — средняя концентрация НТФ, равная (СА~Х)СТ1_Х)СГСЦ)1/2, СА, СТ, СГ, СЦ — концентрации соответствующих НТФ. Если они равны друг другу, то СНТФ = 'ЛСНТФ = СА * ст — сг = сп. Условие редупликации состоят в выделении свободной энергии

2ЕХ + Ё2 + 2кТ In > 0. (7.50)

Величины Ех и JЈ2 равны примерно 16 и 20 кДж/моль. Величина q = Z1Z2/21^2, где Zt и Zx — статистические суммы для НТФ в растворе и для НТФ, присоединенного к матрице водородными

f

связями, Ъг и ?2 — статистические суммы для ФФ в растворе и ФФ, входящего в НТФ и присоединенного к матрице. Оценка дает q ~ 10~2.

При 300 К условие редупликации (7.50) выполняется, пока СФФ/СНТФ не превысит 400. В клетках и в системах для синтеза это отношение много меньше. Условие (7.50) выполняется, если хватает количества НТФ. Редупликации, если она не идет, могут препятствовать не термодинамические, но кинетические причины.

Аналогичное рассмотрение денатурации (§ 7.4) приводит к значению разности свободных энергий разделенных цепей и; двойной спирали, равному

AG' = NE2 - 2#кПп q\ (7.51)

где q' характеризует изменение собственной энтропии цепи, приходящееся на один нуклеотид. Можно приравнять q' числу конформаций звена одиночной цепи. В звене содержится пять единичных связей, вращению вокруг каждой из них отвечают две — три конформаций. Порядок величины q' 10—100. Из (7.51) следует, что температура перехода спираль — клубки равна

т — ^2 _ ^АТ , ?гц — ЕАТ П г оч

injI_2«ln?'~2«ln9' ~т~х 2«lng' '

Экспериментальная зависимость Тпя (в К) от х

Твя = 342 + 41*

получается при ЕАТ = 19,7, ЕГц = 22,3 кДж/моль и q' — 32.

Эти грубые расчеты пригодны лишь для оценок порядков величин АН и AS.

Редупликация требует, конечно, расплетания исходной двойной спирали. Репликативный синтез идет с непременным участием Щ{К-полимеразы, которая, по-видимому, перемещается вдоль двойной спирали, расплетая ее и синтезируя новые цепи (модель «застежки-молнии»). Бактериофаг 0X174 содержит не двуспи-ральиую, а однонитчатую ДНК. Установлено, однако, что размножение этого фага идет через репликативную стадию, в которой ДНК становится двуспиральной. И в этом случае реплицируется именно двойная спираль. Это относится и к РНК вирусов, при редупликации которых возникает промежуточная двуспиральная структура. Однонитчатая ДНК фага 0X174 кольцеобразна, как и двуспиральные ДНК других фагов и бактерий. В упомянутых выше опытах Корнберга (с. 249) эта ДНК служила затравкой. Между тем только кольцевая ДНК биологически активна, т. е. обладает инфекционностью. Корнберг воспользовался другим ферментом — лигазой для замыкания новой цепи. Новые цепи строились не с тимином, а с бромурацилом. Для выделения синтетической ДНК препарат кратковременно обрабатывался ДНК-азой так, чтобы примерно у половины молекул происходил один разрыв в кольце. В результате получалась смесь, содержащая в равных количествах матричные кольца, синтетические кольца, матричные и синтетические незамкнутые ДНК, а также двойные кольца без разрывов. Методом седиментации в градиенте плотности выделялись синтетические кольца, содержащие бромурацил. Эти кольца оказались способными инфицировать клетки Е. coli. Ранее было установлено, что замена уже одного из 5500 нуклеотидов ДНК из фага 0X174 приводит к утрате инфекционности. Следовательно, синтез Корнберга абсолютно точен.

По-видимому, расплетание двойной спирали ДНК при одновременной редупликации (а также при транскрипции — при синтезе мРНК, см. § 8.3) должно происходить не так, как при денатурации. Выигрыш свободной энергии при образовании новых

цепей обусловливает появление значительного вращающего момента. Полимераза, перемещающаяся вдоль двойной спирали,

создает локальные условия, нарушающие баланс взаимодействий

между цепями. Предположительно она препятствует гидрофобным

взаимодействиям оспований. I

Элементарная модель для рассмотрения кинетики редупликации ДНК — одномерная матрица, на которой сорбируются НТФ, причем с одного конца идет практически необратимая их поликонденсация. Грубые оценки показывают, что диффузия НТФ из раствора к матрице протекает быстрее процессов на матрице и скорость синтеза лимитируется ферментативным процессом. В согласии с опытом расчет показывает, что синтез должен идти без индукционного периода.

Проведем теоретическое рассмот

страница 95
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228

Скачать книгу "Биофизика" (6.44Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
аренда большого экрана
Рекомендуем фирму Ренесанс - лестницы на чердак раскладные - всегда надежно, оперативно и качественно!
кресло престиж в 14
москва где хранить вещи

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(11.12.2016)