ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Рентгенография фибриллярных структур из "Молекулярная биофизика" В ряде случаев биополимеры образуют структуры, упорядоченные, т. е. периодические, в одном измерении. Сюда относятся фибриллярные белки (например, коллаген, см. стр. 255), ДНК-Рентгенограммы таких структур характеризуются специфическими особенностями. [c.276] На рис. 5.8 приведена рентгенограмма натриевой соли ДНК в так называемой Л-форме (см. стр. 489). Слоевые линии отчетливо видны на снимке. Конечно, это рентгенограмма не отдельной молекулы Na-ДНК, но осевой текстуры соли. Осевой текстурой называется одномерно упорядоченная система, в которой одни оси молекул приблизительно параллельны одному выделенному направлению, а другие оси ориентированы произвольно. Текстура характеризуется наличием одной оси симметрии бесконечного порядка. [c.277] Одномерные периодические системы представляют частный случай упорядоченных трехмерных систем — кристаллов. Уста новление распределения электронной плотности по распределе нию интенсивностей в дифракционной картине по-прежнему про изводится путем синтеза Фурье. Подробное изложение теори содержится в монографии Вайнштейна [9]. Здесь мы ограничиваемся лишь краткими сведениями. [c.277] Для одномерных периодических структур (цепочечных молекул) зависимость р от / и г] можно выделить. Двумерное распределение плотности в плоскости, перпендикулярной Z, вычисляется, как показывает теория, с помощью функций Бесселя. [c.277] Важнейшие модельные задачи (сплошной цилиндр, полые цилиндры со стенками конечной и бесконечно малой толщины, столбчатые структуры) подробно исследованы в [9]. [c.278] Здесь р — распределение плотности в элементарной повторяющейся группе. Интегрирование по 2 производится от О до с, т. е. в пределах одного периода. р1 отлично от нуля лишь на слоевых линиях, отвечающих условию Z = 1/с. [c.278] СНИМКИ И Привели к открытию двуспирального строения ДНК, сыгравшему столь важную роль в развитии современной биологии и биофизики [34, 271]. [c.279] Не следует думать, что простое обозрение рентгенограммы приводит к решению задачи. Исследуемый объект представляет собой агрегат цепных молекул, обладающий в целом несравненно меньшей упорядоченностью, чем трехмерный кристалл. [c.279] Соответственно дифракционная картина оказывается бедной рефлексами. Разработан ряд приемов для расшифровки такой картины. Применяется метод проб и ошибок на основании структурно-физических представлений и анализа атомных моделей вводится пробная модель системы, для которой и вычисляется распределение интенсивностей. Его совпадение с наблюдаемым доказывает истинность модели. Если совпадение хорошее, можно вычислить фазы и провести синтез Фурье электронной плотности изучаемого объекта. Для фибриллярных структур оказывается удобным пользоваться цилиндрическими симметричными функциями Паттерсона (см. [9]). [c.279] Многообразие молекулярных и надмолекулярных биополи-мерных структур весьма значительно. Их изучение очень существенно для биофизики. [c.280] Синтетические аморфные полимеры (прежде всего каучуки) дают дифракционные картины в виде совокупности концентрических колец (диаграммы Дебая — Шерера, рис. 5.10). Для такой картины, несравненно более бедной, чем лауэграмма кристалла, характерно наличие размытого кольца — аморфного гало, диаметр которого определяется преимущественными расстояниями между рассеивающими центрами объекта. При растяжении аморфного полимера возникает текстура и вместо равномерных по интенсивности колец наблюдаются более или менее протяженные дуги вблизи меридиана или экватора кольца. Сходные картины дают такие фибриллярные белки, как кератин, миозин, фибриноген и другие белки, изученные Астбюри [36] (см. стр. 258). [c.280] Дальнейшие перспективы рентгеноструктурного анализа биологически функциональных вешеств связаны с двумя направлениями исследований. Это, во-первых, усовершенствование методов прямого определения фаз по сильным рефлексам. При этом удается обходиться без изоморфного замешения. Во-вторых, возможности изоморфного замешения далеко не исчерпаны, и этот метод подлежит дальнейшей разработке. В частности, представляется перспективным применение не полностью изоморфных производных. [c.281] Наряду с изучением биологических макромолекул для развития биофизики необходимы структурные исследования надмолекулярных биологических систем в нативном состоянии, например мембран, мышечных волокон и т. д. Перспективы этих исследований определяются развитием скоростной рентгенографии, т. е. созданием мощных источников рентгеновского излучения с мало расходящимися пучками лучей. По-видимому, здесь может оказаться эффективным синхротронное, магнитнотормозное излучение, возникающее при центростремительном ускорении электронов в магнитном поле. В отличие от обычного рентгеновского излучения, синхротронное излучение характеризуется большой мощностью, малой расходимостью пучка, но высокой степенью поляризации (см. [37]). [c.281] Вернуться к основной статье