Зондовая микроскопия биомакромолекул: нуклеиновых кислот, белков и их комплексов

• Автор: Дубровин, Евгений Владимирович
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 112 с. : ил.

Оглавление
Введение.

1. Обзор литературы

1.1. Основные принципы сканирующей зондовой микроскопии

1.1.1. Сканирующая туннельная микроскопия.

1.1.2. Атомносиловая микроскопия.

1.1.3. Артефакты зондовой микроскопии и способы их учта

1.2. Применение СЗМ для исследования биополимерных объекгов

1.2.1. Строение и состав биополимеров.

1.2.2. Биополимеры бактериальных клеток

Нанесение бактериальных клеток на подложку для АСМ

АСМ бактерий
1.2.3. Биополимеры вирусных частиц
1.2.4. Белки и нуклеиновобелковые комплексы
1.2.5. Нуклеиновые кислоты
Экспериментальная часть
2. Применение АСМ для исследования пилей цианобактерий.
2.1.Одноклеточная цианобактерия 5улесЛос55 8р
2.2. Материалы и методы
2.3. Результаты и обсуждение.
2.4. Выводы
3. АСМисследования рибонуклеопротеидов
3.1. Изучение особенностей адсорбции ВТМ на слюду и графит.
3.1.1. Введение.
3.1.2. Материалы и методы.
3.1.3. Результаты и обсуждение
3.1.4. Выводы.
3.2. Изучение белка р и его комплексов с РНК.
3.2.1. Введение.
3.2.2. Материалы и методы.
3.2.3. Результаты и обсуждение
3.2.4. Выводы
4. Зондоная микроскопия ДНК.
4.1. Материалы и методы.
4.2. Результаты и обсуждение
4.3. Выводы.
Теоретическая часть
5. Микромеханика РНК
6. Задача восстановления реального профиля объекта по АСМизображению
Заключение
Благодарность.
Библиография


Предполагаемый поперечный профиль молекулы ДНК, адсорбированной на подложку из слюды и ВОПГ. ВОПГ, а СТМизображение. Л мВ, с пА б схематическое изображение структуры. СТМизображения монослоя стеариновой кислоты, а полученное в геле, и,0,6 В, ,3 пА б нанесенного из паров, и0, В, 1г3 пА. СТМизображения монослоя додециламина, а полученное в геле, 1Л0,5 В, 1, пА б нанесенного из паров, и,0,7 В, 1,2 п А. ДНК на графите, модифицированном в парах октадециламина. Манипулирование проводилось над указанными черной и белой стрелками молекулами. СТМизображения молекул ДНК на графите, модифицированном а, б октадециламином, в додециламином. Молекулы РНК вируса энцсфаломиокардита мыши, адсорбированные на модифицированной ВАС слюде. Модель молекулы РНК. Контуры молекул РНК с разными зарядами. Скорость гидродинамического потока 5 смсек. Заряд молекулы как функция скорости гидродинамического потока при фиксированном параметре к. Заряды молекул в электронах, вычисленные из модели. Реальный профиль объекта типа бусин на нити и траектория зонда, формирующая АСМпрофиль. Расчетная зависимость параметра от большой полуоси эллипса а. Средние значения высоты в нм толстых и тонких пилей клеток, принадлежащих штаммам v и v ЗупесЬосуям . Высоты частиц ВТМ в нанометрах, адсорбированных на слюду и графит, вычисленные из изображений, которые получены с помощью АСМ на воздухе и в жидкости. Вычисленные из АСМизображений высота и ширина молекул ДНК в нм, осажднных на поверхности слюды и ВОПГ. Длины различных фрагментов ДНК в нм, адсорбированных на слюду и ВОПГ в одинаковых солевых условиях. Сканирующая зондовая микроскопия СЗМ относительно новая группа методов исследований свойств объектов различной природы с высоким пространственным разрешением. История СЗМ началась с изобретения в году сканирующего туннельного микроскопа СТМ 1. Его изобретатели швейцарские ученые Герхард Бинниг и Хайнрих Рорср были отмечены Нобелевской премией по физике за год. Создание в том же году атомносилового микроскопа 2, использующего в своей основе детектирование обменного взаимодействия атомов, значительно расширило применение зондовой микроскопии, так как на изучаемые образцы перестало накладываться условие их электрической проводимости. Разрешение таких микроскопов достигает доли нанометров, что позволяет наблюдать атомы. Получением изображений не ограничиваются возможности этих приборов. Например, с помощью атомносилового микроскопа можно изучать взаимодействие двух объектов измерять силы трения, упругости, адгезии, а также перемещать отдельные молекулы и атомы 3, 4, осаждать и удалять их с какойлибо поверхности. Зондовая микроскопия помогает решать фундаментальные и прикладные задачи в физике, химии, биологии, медицине. В настоящее время СЗМ имеет более двух десятков модификаций и уже прочно вошла в арсенал физических методов, использующихся при изучении различных биологических объектов, прежде всего биополимеров и биополимерных структур. Общее для всех этих приборов является то, что заостренный зонд каклибо взаимодействует с поверхностью, и детектируется величина этого взаимодействия. При движении зонда относительно поверхности количественная величина взаимодействия меняется, что и позволяет восстанавливать форму поверхности с помощью физических законов и математических алгоритмов. Важными преимуществами этих методов по сравнению с традиционными методами электронной микроскопии являются возможность получения трехмерных изображений с разрешением вплоть до атомного, относительная простота приготовления образцов например, не требуется контрастирования атомами тяжлых металлов, отсутствие необходимости создания вакуума во время сканирования, возможность проводить исследование объектов в жидкости, в частности, изучать биологические объекты i viv и др. В данной работе представлены результаты исследований с помощью атомносиловой микроскопии двух наиболее важных классов природных биомакромолекул, белков и нуклеиновых кислот, а также комплексов и структур на их основе. Более точно, объектами изучения являлись одноклеточные цианобактерии i .