химический каталог




Молекулярная биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

2Nk In (q , (8,85)

где ХФФ—концентрация ФФ в растворе, ХНТФ— средняя концентрация НТФ, равная (^xJ^A"axJra)l/s, Хт, хц, хА, *т — концентрации соответствующих НТФ. Если они равны друг другу, то ХЦТФ = Хг = хц = ХА = Хт = 'Д^НТФ. Условие редупликации имеет вид

2ЕХ + Е2 + 2kT In [q > 0. (8,86)

Величины Е\ и Е2 равны примерно 4 и 5 ккал/моль. Величина q равна Z\Z2\Z\Z2y где Z\ и Z\ —? статистические суммы для НТФ в растворе и для НТФ, присоединенного к матрице водородными связями, Z2 и Z2 — статистические суммы для ФФ в растворе и ФФ, входящего в НТФ и присоединенного к матрице.

Оценка дает q ~ Ю-2. При 300 °К условие редупликации (8,86) выполняется, пока #ФФ/*НТФ не превысит 400. В клет^ ках и в системах Корнберга это отношение много меньше. Условие (8,86) выполняется, и редупликации, если она не идет, препятствуют, видимо, не термодинамические, но кинетические причины или нехватка НТФ.

Аналогичное рассмотрение денатурации приводит к значению разности свободных энергий разделенных цепей и двойной спирали, равному

ДГ = NE2 - 2NkT\n q\ (8,87)

где qr характеризует изменение собственной энтропии цепи, приходящееся на один нуклеотид. Условие денатурации есть AFf ^ О, qf можно приравнять числу конформаций звена одиночной цепи. В звене содержится пять единичных связей, вращению вокруг каждой из них отвечают две-три конформаций, qf равно по порядку величины 10—100. Из (8,87) следует, что температура денатурации?>2 ^AT "^ГЦ — ^АТ

Тпл " 2k In q' == 2k In qf + a 2kT In q' ' ^8'88)

Экспериментальная зависимость Гпл (в градусах Кельвина) от a

Гпл = 342 + 41а

получается при ?Ат = 4,7, ?гц — 5,3 ккал/моль и q' = 32.

Эти грубые расчеты не учитывают роли противоионов (см. стр. 524) и, конечно, строгого количественного значения не имеют. Однако они позволяют оценить порядок величин АН и AS.

Очевидно, что судьба двойной спирали зависит от соотношения AF и AF', Если AF < AFf и AF <^ 0, то возможна редупликация. Если AF' < AF и AF' ^ 0, то происходит денатурация. Если AF = AFf ^ 0, то оба процесса равновероятны, и, наконец, при AF > 0, AF' > 0 двойная спираль остается без изменений.

Статистическая механика редупликации [168, 169] (см. также [6]) исходит из модели Изинга (см. стр. 137). Первое предположение состояло в том, что происходит расплетание спирали на обоих концах. На звеньях освободившихся цепей сорбируются НТФ. Нуклеотидная связь новой цепи возникает, если на любых двух соседних звеньях матрицы сорбированы нуклеотиды, пригодные для образования уотсон-криковской пары. Исследование полученной при этих предположениях статистической суммы позволяет найти зависимость степени редупликации от концентрации НТФ. В силу условия кооперативности (требования надлежащего соседства сорбированных НТФ) редупликация должна идти при критическом значении Л?НТФ/*ФФ ПО принципу «все или ничего», как фазовый переход. Это справедливо, конечно, лишь При очень больших N; при N ~ 102 получается лишь S-образ-ность. В рамках той же теории мы приходим к грубому описанию денатурационного перехода.

Однако ряд данных показывает, что НТФ сорбируется на звеньях освободившихся цепей не случайным образом. Синтез новой цепи осуществляется путем последовательного присоединения НТФ к 3-нуклеозидному концу растущей цепи [171]. Следовательно, процесс «антипараллелен» — редупликация происходит на первом конце одной цепи и втором — другой [172]. Такой процесс также кооперативен, так как следующий НТФ может присоединиться, только если предыдущее место уже занято НТФ. Статистическая сумма системы имеет вид [169] (см. также [6])

N-\ г N-\-r р N N

z = 2 2 2 2 ь[+рь12+1 + 2 2 ь^'. (8,89)

r=0 i=0 р=0 1=0 г'=0 г"--=0

Здесь &, = ехр(— E2/kT -f- 2 In q), b2 — a3/a2, a2 ~ exp (— F2fkT),

a3 = exp[- (Fl - F3)!kT], F2 = - ^ln/j, = - Я2 — ^Hn^^ZJ/Z,), F3 = — E{ —? kT\n[x^Zf2jZ^. Первое слагаемое в (8.89) относится к состояниям, в которых цепи еще не разделились и удерживаются вместе хотя бы одной водородной связью. В качестве произвольного промежуточного состояния взято состояние, в котором с одного конца разорвано г связей между основаниями и выросла новая цепь из i нуклеотидов, а с другого конца разорвалось р связей и выросла цепь из / нуклеотидов. Второе слагаемое относится к состояниям, в которых все связи между основаниями разорваны и синтез идет на одиночных цепях ДНК. Промежуточным считается состояние, в котором на одной цепи выросла новая цепь из г', а на другой — из г" нуклеотидов. Сложное суммирование упрощается, если учесть, что при невысоких температурах, когда денатурация термодинамически невыгодна, Ьх <С 1. Редупликация идет лишь при b\b\^ Можно пренебречь в интересующей нас области темпера-тур членами порядка Ь\ и Ь\ о2. 1огда

Zw (1-6,)2(1-М2)2 + (1-М2 • (8,9°*

Среднее число присоединившихся нуклеотидов равно

Если b\b\ < 1? то 2r т . 2^2 и если Ь\ мало, то мало и

1 — 0102

2 2 г. Если b[b2 > 1, то 2r « 2N — т т, т. е. г « N — редупликация

02 — 1

идет до конца. Условие р

страница 194
< 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
wizardfrost.ru
мэрилин мэнсон купить билеты
схема щитов управления remak
сетка сварная 50 50 4 мм

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)