химический каталог




Молекулярная биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

италось лимитирующей стадией. В действительности же процесс может лимитироваться «сплавлением» дезорганизованных участков спирали.

Варшавский и Евдокимов изучали расплетание ДНК методом теплового удара (ср. стр. 474). Раствор ДНК в течение 0,5 сек нагревался на 5—20°С (в зависимости от ионной силы). Кинетические кривые свидетельствуют о наличии двух или даже трех стадий структурного перехода. В первой, быстрой, стадии возникает почти весь гиперхромный эффект. Полупериод всего перехода меняется в зависимости от условий в пределах от нескольких секунд до нескольких десятков секунд. Константа скорости следует уравнению Аррениуса. Расплетание спирали происходит с наибольшей скоростью при экстремальных рН — зависимость энергии активации от рН колоколообразна. Максимальное значение Е* — 170 ккал/моль отвечает рН 7,5 (ионная сила 0,18—0,25); оно падает до 20—25 ккал/моль при рН 3 и 10,5. Авторыинтер-претируют первую стадию как образование неподвижных петель и считают, что полное расплетение происходит во второй стадии. Время расплетания возрастает с увеличением молекулярного веса. Полученные результаты показывают, что характер зависимости т от М определяется ионной силой раствора, числом и рас* пределением разрывов цепей [127—129].

Лазуркин и его сотрудники разработали кинетический фор-мальдегидный метод (КФМ), основанный на изучении кинетики раскручивания, для определения дефектов во вторичной структуре ДНК [85, 128].

Если в растворе содержится' вещество, реагирующее с локально деспирализованными нуклеотидами и препятствующее образованию ими уотсон-криковских пар, то реакция будет протекать вплоть до полной деспирализации. Если время связывания такого реагента сильно превышает время раскручивания, то именно эта реакция лимитирует скорость раскручивания. Константа скорости реакции нативной ДНК с реагентом равна

wk == /с, где ш — вероятность разделения для любой пары нуклеотидов в молекуле, а к — константа скорости реакции разделенных нуклеотидов с указанным реагентом. Если некоторые из оснований нативной ДНК прореагировали и образовали локально денатурированный участок, вероятность тепловой денатурации примыкающих к этому участку нуклеотидов w' ^> т. Константа скорости реакции этих пар значительно больше к' — w'k.

Образование локально денатурированного отрезка требует свободной энергии Fs (см. стр. 508). Поэтому к/к'~ w/w' ~ ~ ехр(—FS/RT) = а ~ 10~4— 10~5. Так как к < к\ раскручивание, идущее вначале медленно, постепенно ускоряется и кинетическая кривая должна иметь S-образную форму. Наличие дефектов в двойной спирали приводит к увеличению начального наклона этой кривой. Определим ее форму.

Обозначим через W(x, t) вероятность того, что в момент t отрезок, содержащий х пар, целиком спирален. Допустим, что молекула содержит N пар и находится на некоторой стадии раскручивания. Степень спиральности в момент t равна

6 = №(*,/), (8,51)

в момент t 4- dt—

W(х, t + dt)=W{x 4- 2k'dt, Oil - (x + у - \)k dt), (8,52)

так как для полной спиральности отрезка, содержащего х пар в момент t + dt, необходимо, чтобы в момент t каждый конец отрезка имел «резерв» по длине, не меньший чем k'dt, и в отрезке не возникали бы новые центры раскручивания. Начальные размеры (в числе пар) центра раскручивания обозначены через у. Уравнение (8,52) можно записать в дифференциальной форме

™- = 2k'^-(x+y-\)kW. (8,53)

Решаем его с начальным условием

W (х, 0) = f (х).

Если молекула ДНК не имеет дефектов, то f(x) = 1. Если дефекты наличествуют, причем длины спиральных участков распределены между ними случайным образом, то f(x) = = ехр[—с(х—1)], где с = пг1—концентрация дефектов, п — среднее число пар в спиральном участке. Решение уравнения (8,53) при указанном начальном условии дает [106]

9 = f 0 +2k't)exp{-kyt-kk'?}, (8,54)

и при беспорядочном распределении дефектов находим

9 = ехр (- (ky + 2к'с) t - kk't2} (8,55)

или Jli = ky + 2krc + kk't. (8,56)

На рис. 8.23 и 8.24 показаны кривые (8,55) и (8,56). Пересечение прямой, изображающей зависимость —In Q/t от / с осью ординат позволяет определить с.

526

ГЛ. 8. ФИЗИКА НУКЛЕИНОВЫХ кислот

Формальдегид является раскручивающим реагентом. Экспериментальные кривые 8(0 прекрасно согласуются с теоретическими. Их исследование позволило показать, что ультрафиоле-товое облучение ДНК приводит к повышению концентрации дефектов, и найти ее значения. Определены величины к' (порядка 2 мин~1). Минимальная концентрация дефектов, обнаруживаемая КФМ, составляет один дефект на 104 пар нуклеотидов — метод очень чувствителен [106].

По оси абсцисс отложено t в условных единицах.

Теория КФМ была уточнена с тем, чтобы учесть различия в значениях к и к' в разных точках молекулы [131]. Для гомополимера со «слабыми точками» зависимость ~ 1п0 от вообще

говоря, криволинейна. Блочная гетерогенность ДНК также успешно учитывается теорией.

КФМ эффективно применялся для изучения ДНК с разрьь вами, вызванными панкреатической ДНКазой, к изучению ДНК, подвергшейся ультрафиолетовому облучению

страница 189
< 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
кп рижские дачи официальный сайт
аренда клодовок
итальянские кастрюли из нержавеющей стали
изготовление ролл-апов

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
(26.04.2017)