химический каталог




Молекулярная биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

ельная угловая скорость равна а>о- Если обе половины спирали развертываются, то (о(0) = 2о>о. Так как в момент t — 0 ДНК развертывается половину времени, то 6(0) = 72<а(0) = (о0. Эта величина находится из условия

Va/fflj = ЧяЬТ, (8,49)

где /—момент инерции половины спирали относительно ее оси. При N0 = 2-104 (м.в. 1,2- 10е, число пар оснований 2-105) и 20°С Шо = 3« 108 рад/сек. Нижний предел т равен

тн — 2яЛУ© (0) = 4,2 • 10~4 сек.

Верхний предел, тв отвечает хаотическому свертыванию и развертыванию без преимущества для последнего процесса. Считаем, что молекула ДНК находится в воде при 20°С. Средний вращательный момент Ру2 половины молекулы ДНК равен 1,34-10~22 СГС, момент количества движения молекулы воды р— 1,9-10~18 СГС. Умножая р на радиус спирали, находим (по порядку величины) средний вращательный момент, возникающий вследствие соударения молекулы ДНК с молекулой НгО, р' = = 1,7-Ю-25 СГС. Таким образом, г = PuJp' ~ 7,8-102. Следовательно, для уменьшения Ру2 до нуля нужно большое число соударений, равное г2. Расчет дает 2* 1015 соударений в 1 сек н время, необходимое для г2 соударений, т. е. для уменьшения углового момента от Р до 0, равно 3-10~10 сек. Среднее время между двумя последовательными нулями флуктуирующего углового момента t вдвое больше вследствие симметрии флуктуации во времени. За время t угловая скорость не меняет знака, и можно рассматривать l и число оборотов п за это время как шаг в броуновском блуждании. Имеем п = ©о? = 2,9- Ю-2 оборота а время тв для 104 оборотов оказывается равным

тв=*(104/л)2? = 73 сек.

Можно показать, что при N ^> \ т близко к верхнему пределу. Это значение согласуется с опытом.

Такой процесс эффективнее куновского, так как в интервале времени 1 угловая скорость флуктуирует по величине, но не по направлению и нужные /повороты происходят один за другим. Рассматривается коллективное движение развернутой части ДНК. Начало развертывания во многих местах спирали, ее фрагментация может только уменьшить т. В модели Фонга не обязательно учитывать вращение освободившихся концов цепей, которые должны быть короткими. Из расчета следует, что тв<лэ М3, а тнс\э Ms/s. Реальное т может иметь промежуточное значение.

Теория Фонга достаточно груба, но, вероятно, дает правильный порядок величины т, который не должен изменяться при строгом решении стохастической задачи (о развертывании ДНК при редупликации см. стр. 541).

Возможность внутреннего разупорядочения двойной опирали без разделения цепей, по-видимому, действительно существует. В работе [124] наблюдалась денатурация кольцевой двуспираль-ной ДНК без раскручивания. Время денатурации некольцевой фаговой ДНК (около 25 сек) зависит от молекулярного веса. Для ряда видов фаговых ДНК оно пропорционально М2. Квадратичная зависимость следует непосредственно из того, что т должно быть, пропорционально числу витков, т. е. М, и вязкости среды, т. е. также М. Мэсси и Зимм [125] исследовали денатурацию ДНК релаксационными методами (см. § 7.7) и установили, что т зависит от многих факторов — от стадии перехода спираль— клубок, от ионной силы растворителя и его вязкости, от концентрации ДНК и ее молекулярного веса, а также от числа и расположения разрывов в цепи. Итак,

т = а(1 +с[ц])чМЦ, (8,50)

где 0 < л|) <С 1 — фактор, характеризующий стадию перехода, с — концентрация ДНК, [rj] — ее характеристическая вязкость, ц — вязкость растворителя, а — константа, зависящая от ионной силы. При малых с имеем тс\зМ. Повышение т от начала перехода к его концу показывает, что сопротивление среды все же возрастает по мере развертывания молекулы. Одновременно вследствие образования петель увеличивается эффективный радиус двойной спирали — обстоятельство, которое ее учитывается в теории [123].

Та же релаксационная техника (температурный скачок) применялась к изучению денатурации ДНК в работе [126]. Это исследование показало наличие трех последовательных процессов. При малом температурном скачке (от 6 до 18 °С) сначала возникает «мгновенный» ответ (т <С 20 мсек), состоящий в быстрой структурной дезорганизации спирали без разделения цепей. Дезорганизация должна начинаться в участках с избытком .пар А — Т. За мгновенным ответом следует постепенная деспирали-зация, которую авторы назвали быстрым эффектом. Длительность этого процесса пропорциональна М2>3> Далее малые температурные возмущения в области перехода проявляются в весьма медленном кинетическом эффекте, характеризующемся большой энергией активации (~ 100 ккал/моль) и практически не зависящем от молекулярного веса. Он может быть истолкован как явление нуклеации в кооперативном переходе, т. е. как уничтожение спиральных участков, разделяющих неупорядоченные.

Очевидно, что кинетика плавления нативной ДНК отвечает целому спектру времен релаксации. Подлинная теория явления еще не построена и наталкивается на большие трудности при исследовании кинетической связи между достижением внутреннего равновесия и раскручиванием. В предыдущих расчетах это не учитывалось, так как раскручивание сч

страница 188
< 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 "Молекулярная биофизика" (4.80Mb)


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

 

 

Реклама
0929-RD-SR
наклейки инстаграм купить
какие авто комфорт класса
наружная реклама недорого

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
(28.04.2017)