Влияние природы противоионов на состояние ДНК в концентрированных бессолевых системах

• Автор: Королев, Николай Иванович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 179 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ.

Список обозначений

ВВЕДЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Глава I. КОНДЕНСИРОВАННЫЕ СОСТОЯНИЯ ДНК II

I. Зависимость структуры растворов полиэлектролитов

от концентрации II

2. Упорядоченные структуры ДНК в водных растворах .

3. Компактные структуры ДНК

Глава 2. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕОРИИ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ .

I. ТеорияМанинга

2. Применение уравнения ПуассонаБольцмана для
исследования полиэлектролитов
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ .
I. Используемые материалы и методики
2. Потенциометрическое исследование растворов ДНК
3. Спектрофотометрическое изучение растворов ДНК
4. Переход спиральклубок в концентрированных бес
солевых растворах ДНК. Микрокалориметрические
измерения
5. Особенности состояния ДНК, иммобилизованной в
полиакриламидном геле .
6. Компактные структуры иммобилизованной ДНК . . .
Глава 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
I. Особенности иДНК
2. Особенности связывания противоионов полиионом
ДНК в бессолевых растворах
Стр.
3. Зависимость свойств ДНК в экстремальных условиях
от тонких различий в исходных образцах .
4. Анализ материального баланса ионов метод исследования компактных структур .
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Взаимодействие полимерполимер в растворе можно условно разделить на две составляющие взаимодействие отдельных полимерных молекул между собой и взаимодействие между участками одной полимерной цепи, которое возможно изза большой общей длины полимера и конформационной подвижности его звеньев . Оба вида взаимодействий, очевидно, имеют одну и ту же природу, и соотношение между ними определяется степенью полимеризации, концентрацией раствора и гибкостью полимера. Полиэлектролиты характеризуются, как правило, большой жесткостью, сильно вытянуты в растворе изза отталкивания заряженных групп одной цепи. Персистентная длина является функцией не только структуры полгалера, но и ионного окружения в растворе . Ьее 78V 1. Ангстремах. Видно, что при низкой ионной силе ДНК сильно вытянута. Резкое увеличение общей персистентной длины, вызванное возрастанием отталкивания фосфатных
групп одной цепи,отмечено при ионной силе ниже М . Макромолекулу ДНК длиной в несколько сот пар оснований можно считать жестким стержнем в достаточно широком диапазоне ионных сил . Для оценки соотношения указанных выше двух видов взаимодействий при различных концентрациях полиэлектролита удобно воспользоваться недавно примененной для полиэлектролитов полимерной модели шкал концентраций . Согласно этой модели, весь диапазон концентраций полимера в растворе разделен на области, в каждой из которых наблюдаются различные зависимости структуры и свойств раствора от концентрации и молекулярной массы степени полимеризации полимера. В области разбавленных растворов макромолекулы заметно разделены между собой и при низких ионных силах сильно вытянуты. Коэффициент диффузии, удельная вязкость и другие свойства раствора определяются поведением макромолекулы как целого, зависят от степени полимеризации и не зависят от концентрации, так как молекулы практически не соприкасаются. При повышении концентрации выше критической участки макромолекул начинают соприкасаться и происходит взаимопроникновение макромолекул друг в друга. Свойства раствора начинают определятся взаимодействием сегментов и зависят в первую очередь от среднего расстояния между ними. Оно определяется концентрацией полимера и не зависит от степени полимеризации при степенях полимеризации значительно превышающих среднюю длину взаимодействующих сегментов. Стирается грань между внутримолекулярными и межмолекулярными процессами, так как принадлежность взаимодействующих участков к одной и той же или к разным макромолекулам теряет смысл. Концентрация ДНК, которая отделяет разбавленные растворы от полуразбавленных ,, определена в работах , ,. Она зависит от молекулярной массы ДНК и ионной силы раствора. Для высокополимерной ДНК эта концентрация очень низка. ДНК при низких ионных силах. При изучении ДНК в указанных работах не ставилось целью сопоставление предсказаний теории шкал концентраций с экспериментом. Такое сопоставление сделано в работах Коене и др. Авторам удалось отметить существование диапазонов концентраций полистиролсульфоната натрия, соответствующих разбавленному полуразбавленному районам. Однако количественное расхождение между результатами экспериментов и предсказаниями теории довольно значительно и его не удается объяснитьтолько трудностями учета структурного компонента персистентной длины в общую персистентную длину
Сделан вывод , что адекватность теории и эксперимента еще не достигнута, и, возможно, имеются серьезные недостатки в модели авторы , рассчитывают 1,е по формулам, отличающимся от 1. Однако чисто качественное отнесение растворов полиэлектролитов разной концентрации в область определенной шкалы концентраций может оказаться весьма полезным. Это вызвано тем, что в теории рассмотрены бессолевые или содержащие малые количества низкомолекулярной соли растворы полиэлектролитов. Кроме того, интересно отметить, как авторы , выделяют область концентрированных растворов полиэлектролитов. Для концентрированных растворов характерно прежде всего упорядоченное параллельное расположение полиэлектролитных цепей. В растворе наблюдается заметная анизотропия. Расстояние между цепями дР зависит от концентрации полимера Д .