ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Изучение кинетической жесткости молекул в растворе из "Структура макромолекул в растворах" Выше указывалось, что интерпретация экспериментальных данных с позиции ориентационной теории не обязательно требует абсолютной жесткости изучаемых частиц или макромолекул. Для этого достаточно лишь, чтобы в наблюдаемом двойном лучепреломлении роль деформации частиц была мала по сравнению с ролью их ориентации (кинетически жесткая частица). Когда вопрос о кинетической жесткости макромолекул не бесспорен, полезные для его решения сведения могут быть получены по методу Серфа ( 17 гл. VII) путем изучения зависимости угла ориентации фт от вязкости rio применяемого растворителя, как это делалось в случае вируса табачной мозаики. [c.608] Большая жесткость растворенных макромолекул проявляется также в ничтожном влиянии ионного состояния раствора на их гидродинамические свойства. Иллюстрацией служит рис. 8.9 [108], где представлена зависимость угла ориентации ф , от градиента скорости g для водных растворов ДНК с различным содержанием добавляемой соли (Na l). Концентрация ДНК в различных измерениях менялась от 8-10 з до 20-10-3 г/100 см , тогда как добавки соли варьировались от 1 10-3 до 10 000-10-ЗгУЮ0сл 3. [c.609] При столь больших изменениях ионной силы раствора размеры макромолекул гибких полиэлектролитов (например, полиметакриловой кислоты) 40 весьма резко меняются вслед- ствие изменения отталкивания их зараженных частей, что может приводить к возрастанию (или уменьшению) коэффициентов их вращательной диффузии в десятки и сотни раз. Между тем точки на рис. 8.9 группируются около одной кривой, указывая на неизменность в этих условиях размеров молекул ДНК и иллюстрируя этим их значительную жесткость. Впоследствии многочисленные экспериментальные данные подтвердили эти результаты, показав весьма слабую зависимость гидродинамических параметров ДНК от ионной силы раствора [118, 121]. [c.609] В области малых градиентов скорости и при не слишком большой вязкости растворителя динамооптический эффект в растворах ДНК может быть описан в рамках теории ориентации жестких частиц. [c.611] Если интерпретировать экспериментальные данные по ориентации молекул при двойном лучепреломлении в растворах ДНК, моделируя молекулу ДНК жестким сплошным эллипсоидом (как это обычно делалось в ранних работах), то использование формул (7.8) и (7.18) приводит иногда к длинам частиц, превосходящим десятки тысяч ангстрем. При этом моделирующий эллипсоид превращается в тонкий прямой стержень с огромной степенью асимметрии р 500. Устойчивое существование молекул с такой конфигурацией в растворах маловероятно, поскольку даже для двойной спирали Уотсона — Крика трудно представить, что такая форма не будет нарушена тепловым движением частей молекулы и дефектами вторичных структур. Кроме того, такая конформация противоречит оптическим [120, 121] и гидродинамическим [123] свойствам молекул ДНК (подробнее см. в 4 настоящей главы), показывающим, что более адекватной моделью является слабо изогнутая цепь или весьма рыхлый клубок. [c.611] В то же время, определяя углы ориентации и используя теорию ориентации жестких частиц (7.8) и (7.18), можно найти основные гидродинамические параметры молекул коэффициенты их вращательной диффузии Dr, а также коэффициент а в формуле (7.141). Некоторые данные приведены в табл. 8.8 (где Do = Drtio). [c.611] Коэффициенты а по порядку величины соответствуют значению, предсказываемому теорией, однако довольно сильно различаются для разных образцов. Do систематически (и весьма резко) убывает с увеличением молекулярного веса, что качественно соответствует теории. Говорить о количественном согласии ввиду недостаточного числа систематических экспериментальных исследований в настоящее время, по-видимому, преждевременно. [c.612] Вернуться к основной статье