Дезоксирибонуклеиновая кислота вязкость

Характеристическая вязкость дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) отчасти зависит от ионной силы. При высоких значениях ионной силы получается меньшее значение [т]], так как электростатическое экранирование отрицательно заряженных фосфатных групп уменьшает жесткость молекулы, наблюдаемую при низких значениях ионной силы. Однако этот эффект гораздо меньше у ДНК, чем у подвижных полиэлектролитов. Высокий молекулярный вес ДНК уменьшается при напряжении сдвига, возникающего в титрованных растворах. Для измерения вязкости растворов ДНК при очень низком напряжении сдвига необходимо использовать ротационный вискозиметр. [c.613]

Из-за сильного межмолекулярного взаимодействия для растворов дезоксирибонуклеиновой кислоты характерна неньютоновская вязкость [ПО], т. е. значительная зависимость вязкости от скорости сдвига, особенно при высоких значениях pH, когда растворы кислоты часто обладают гелеподобными свойствами. Вязкость сильно зависит от небольших изменений pH и ионной силы она уменьшается при понижении pH или при повышении ионной силы. Поэтому вязкость не может служить критерием молекулярного веса, хотя определения вязкости используются в радиационно-химических исследованиях дезоксирибонуклеиновой кислоты. [c.250]

Деполимеризованная в ультразвуковом поле дезоксирибонуклеиновая кислота не гидролизуется под действием дезоксирибонуклеазы [5]. Другие исследователи отмечают наличие в реакционной среде и неорганических фосфатов [77, 78]. Следует отметить, что расшепление рибонуклеиновых кислот ультразвуком происходит с образованием симметричных фрагментов деструкции. Изучаемые образцы теряли аномальную вязкость. [c.243]

Изучением оптических свойств и вязкости растворов дезоксирибонуклеиновой кислоты, а также наблюдениями с помощью электронного микроскопа установлено, что молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты представляет собой длинную нить. Отдельные нуклеотиды, входящие в состав нуклеиновых кислот, соединяясь между собой, образуют длинную цепную молекулу, в которой отдельные нуклеотиды связываются между собой остатками фосфорной кислоты у 3-го и 5-го атомов дезоксирибозы. [c.562]

В настоящей главе рассматриваются только концентрированные растворы, которые для удобства можно определить как такие растворы, относительная вязкость которых (по от ношению к чистому растворителю) по крайней мере порядка 100, Соответствующий нижний предел концентрации полп- мера мол<сет колебаться от доли одного процента для необычно длинных жестких молекул (таких, как дезоксирибонуклеиновая кислота [1]) до 10% для гибких полимеров низкого молекулярного веса верхним же пределом является просто [c.404]

Этот же метод был использован при исследовании морфологии макромолекул дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). После того как было обнаружено [97, 98], что нуклеопротеины из клеток животных дают в растворах значительные вязкости и двойное лучепреломление в потоке, ряд работ был посвящен исследованию динамооптических свойств растворов ДНК, экстрагированной нз клеточных нуклеопротеинов [99—120]. Был обнаружен большой отрицательный по знаку эффект, величина которого возрастает с ростом градиента скорости, в соответствии [c.608]

В качестве примера возможности регулирования жесткости в изотермических условиях автор приводит, в частности, резкое изменение характеристической вязкости дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) в смеси воды и диметилформамида (ДМФ) по мере изменения соотнощения между последними, как показано на рис. 3.11. При этом следует иметь в виду, что такое изменение не связано с переходом клубок — спираль. При температуре эксперимента (14 С) ДНК находится в спиральной форме при всех составах растворителя. Однако жесткость собственно спирали повыщается при переходе от ДМФ к воде, что приводит к интересному следствию при выделении ДНК из раствора если при умеренном перемешивании ДНК осаждается из раствора в ДМФ, то осадок имеет обычную структуру порошка при осаждении в этих же условиях из растворов в воде осадок имеет волокнистую структуру, что, по мнению автора, указывает на предшествовавшее осаждению упорядочение жестких спиралей ДНК в растворе. [c.62]

Измерения вязкости проводили почти исключительно с целью изучения действия облучения на водные растворы дезомсирибо-нуклеиновой кислоты. Действие облучения на вязкость было очень значительным, особенно, если измерения проводили при низкой скорости сдвига, Тиксотропный гелеобразный характер растворов этой кислоты значительно уменьшается даже при таких малых дозах, как 5600 р[124]. При высоких скоростях сдвига действие облучения уменьшается, но еще легко измеримо. Гель дезоксирибонуклеопротеида также очень чувствителен к облучению даже такие небольшие дозы, как 250 р, вызывают значительное снижение структурной вязкости [125, 126], Если гель дезоксирибонуклеопротеида приготовлен на 0,1 М растворе хлористого натрия, белок и дезоксирибонуклеиновая кислота диссоциируют в это же самое время ионное отталкивание вдоль цепочки нуклеопротеида уменьшается вследствие увеличения ионной силы, В результате спираль кислоты сокращается в размерах, межмолекулярное взаимодействие уменьшается и вязкость резко падает, стремясь к обычной характеристической вязкости. Рентгеновские лучи в дозах, которые резко снижают структурную вязкость, обладают крайне незначительным действием на характеристическую вязкость [126], [c.253]

У подвергнутых облучению растворов кислоты, кроме падения вязкости в ходе облучения, обнаруживается дальнейшее снижение вязкости после прекращения облучения. Это явление напоминает поведение белков (стр. 239, 245) и полисахаридов (стр. 211). Тейлор, Гринстейн и Холлендер [124] нашли, что в растворе дезоксирибонуклеиновой кислоты, подвергнутом облучению дозой 56 000 р, происходит дальнейшее снижение вязкости даже через несколько часов после прекращения облучения. Снижение вязкости протекает приблизительно с одинаковой скоростью как при 5°, так и при 25° В необлученном контрольном растворе кислоты наблюдалось вполне определенное, но значительно меньшее снижение вязкости. В этих опытах воздух из растворов дезоксирибонуклеиновой кислоты при облучении не удалялся. Г. Батлер [128] обнаружил одинаково быстрое падение вязкости как в растворах, содержавших кислород, так и в растворах, из которых был удален воздух. Даниэльс, Сколз и Вейсс [130] нашли, что кислород ускоряет последействие,, однако они считают, что последействие имеет место и при отсутствии кислорода. Дж. Батлер и Конвей [131], наоборот, не обнаружили никакого последействия в растворах дезоксирибонуклеиновой кислоты после облучения рентгеновскими лучами дозами 7000 и 20 ООО р в отсутствие кислорода последействие наблюдалось этими авторами только в присутствии кислорода непосредственно в ходе облучения. Поэтому основные явления в области последействия нельзя считать прочно установленными. В настоящее время представляется, что данные Дж. Батлера и Конвея [131] более близки к истинному положению вещей, чем данные Г. Батлера [128] и Вейсса с сотрудниками. Данные последних авторов являются сомнительными ввиду возможного присутствия случайных следов кислорода в системе. [c.255]

Как показывают эти наблюдения, само уменьшение вязкости еще не является доказательством, что разрывы цепочки полимера являются основной реакцией эту точку зрения мы настойчиво подчеркивали выше. Однако имеются и другие доказательства, подтверждающие, что действие Ионизирующего излучения на нуклеиновые кислоты вызывает их деградацию. Спарроу и Розенфельд [127] показали, что рентгеновские лучи снижают двойное лучепреломление в потоке дезоксирибонуклеогистоиа зобной железы и свободной дезоксирибонуклеиновой кислоты. Измерения констант седиментации и диффузии облученных нуклеиновых кислот [124, 129, 139] также показали, что происходит деградация, при которой образуются недиализуемые с )раг-менты [144], молекулярный вес которых колеблется в широки.х пределах. [c.257]

Показано [145—150], что, кроме перечисленных химических изменений, при облучении происходит дезаминирование, выделение неорганического фосфата и свободных пуриновых оснований, увеличение азота аминогрупп по Ван-Сляйку, увеличение титруемой кислотности и уменьшение поглощения в ультрафиолетовом свете при 260 личк. При облучении свободных оснований [146] отмечены многие из этих явлении и обнар5"жено еще более резкое уменьщение поглощения в ультрафиолетовом свете. Ясно, что многие из этих изменений влияют на физические свойства дезоксирибонуклеиновой кислоты и особенно на структурную вязкость. Очень слабое дезаминирование, даже без разрывов цепочки кислоты, уже может быть, например, достаточным, чтобы вызвать генную мутацию. Биологические эффекты изменений нуклеиновых кислот при действии излучения не следует объяснять исключительно разрывами цепочек, образованием мостиков или другими коренными изменениями структуры полимера. [c.258]

Действие ионизирующего излучения на рибонуклеиновую кислоту остается малоизученным вопросом. Грипнан и Мош ер (121] нашли, что рибонуклеиновая кислота нуклеопротеида печени сходна по свойствам с дезоксирибонуклеиновой кислотой было обнаружено падение вязкости при облучении, сопровождавшееся более медленным последействием. [c.259]

Водные 0,2%-ные растворы дезоксирибонуклеиновой кислоты в 0,05 н. Na l, обработанные ультразвуком (600 кгц, 7 вт см ) даже в течение 1 мин, проявляют особую чувствительность. По мере воздействия ультразвуком уменьшается удельная вязкость, а через 30 мин достигается предел, который практически ие изменяется даже при продолжительном ультраозвучивании (24— 48 час). Попытки количественно определить в этих условиях наличие моносахаридов, фосфорной кислоты или органических оснований (пуриновых или пиримидиновых) привели к отрицательным результатам. При изменении условий работы (8 вт см и 8 час ультраозвучивания) идентифицирован аммиак. [c.243]

Помимо образования этих различных гетероцепочечных комплексов, некоторые гомополимеры могут в соответствующих условиях самоагрегировать. Отсутствие значительного двойного лучепреломления в потоке и возрастание вязкости, наблюдаемое при пониженной ионной силе, показывают, что в нейтральном растворе полиадениловая кислота обладает беспорядочно скрученной одноцепочечной конформацией (рис. 8-9) [94]. Однако в растворах с низкой ионной силой и при pH меньще 6,5 наблюдается резкий переход к упорядоченной конформации, выражающийся в уменьшении ультрафиолетовой адсорбции, увеличении веса частицы и появлении заметного отрицательного двойного лучепреломления в потоке [94, 95[. Изменения констант седиментации, вязкости и светорассеяния коррелируют с кривыми титрования, и эти данные показывают, что при протонировании аденинового остатка образуется относительно жесткий, прерывистый двойной спиральный агрегат нз различного числа молекул адениловой кислоты. Так как аминогруппа аденина легко реагирует с формальдегидом, когда полимер находится в беспорядочно скрученном состоянии, но не тогда, когда образован содержащий водородные связи комплекс, вероятно, что агрегация является результатом спаривания адениновых оснований за счет водородных связей. Это подтверждается переходом от упорядоченной структуры к беспорядочному клубку в узком температурном интервале (приблизительно при 90° в 0,15 М растворе соли при кислых значениях pH) аналогичным образом ведет себя дезоксирибонуклеиновая кислота, что объясняется кооперативным разрывом водородных связей [94]. Спиральная структура исчезает также при очень низких значениях pH, по-видимому, в результате протонирования Ы , приводящего к разрыву водородной связи [96]. [c.543]

Молекулярный вес нуклеиновых кислот можно определить рядом методов, такими, как седиментация в ультрацентрифуге, диффузия, характеристическая вязкость и светорассеяние [162]. Как константы седиментации, так и константы диффузии варьируют с изменением концентрации, и если принять во внимание несомненную гетерогенность 163, 1641 многих препаратов нуклеиновых кислот, то точное реальное значение их молекулярного веса удается определить довольно редко. Для дезоксирибонуклеиновых кислот с высоким молекулярным весом седиментационные и вискозиметри-ческие измерения дают результаты примерно в 2—3 раза более высокие, чем значения, полученные методом светорассеяния, возможно, вследствие неприменимости теории светорассеяния к очень длинным палочкообразным молекулам [165]. Типичными величинами молекулярного веса дезоксирибонуклеиновых кислот являются 4-10 —8-10 , хотя в отдельных случаях были получены значительно более высокие значения. Действительно, результаты радиоавтогра-фических измерений минимальной длины ДНК, выделенной из клеток Е. соИ, лизирующихся в чрезвычайно мягких условиях, указывают на то, что образец представляет собой комплекс длиной примерно 400 х, что соответствует молекулярному весу 10 и более [400]. [c.558]

Несмотря на то что область температурного перехода для ДНК относительно узкая, она все же шире, чем можно было бы ожидать для длинной идеально уложенной спиральной структуры. Внутри этой области с помощью метода электронной микроскопии удалось обнаружить только полностью денатурированные или совершенно нативные структуры [239]. И вновь внутри этой области понижение вязкости быстро достигает предельного значения, а дальнейшее понижение вязкости происходит только при повышении температуры, что указывает на существование известного распределения специфических температур денатурации. Вполне обоснованное объяснение этого заключается в том, что вклад двух типов пар оснований в стабильность спирали различен. В таком случае тепловая денатурация должна была бы зависеть от относительного состава либо всей двуспиральной структуры, либо ее отдельных больщих участков. Показано, что температуры плавления (т. е. точки перегиба на кривых зависимости оптической плотности от температуры), определенные в стандартных условиях (0,15 М хлористого натрия в 0,015 М цитрата натрия) для большого числа дезоксирибонуклеиновых кислот, различающихся по составу оснований, прямо пропорциональны содержанию гуанина и цитозина в нуклеиновой кислоте (рис. 8-20) [240]. Линейная зависимость температур плавления от содержания гуаиин-цитозиновых иар исключительно точна, и поэтому измерение этих температур может быть использовано для определения нуклеотидного состава данной ДНК [241, [c.574]

Влияние ультрафиолетового света на вязкость растворов белков — явление довольно сложное. Так, вязкость растворов желатины уменьшается при облучении их ультрафиолетовым светом [409], тогда как вязкость растворов эуглобулинов и альбуминов под действием ультрафиолетового света возрастает [410]. Наконец, некоторые белки, например белок вируса табачной мозаики, могут быть полностью инактивированы облучением ультрафиолетовым светом, причем никаких изменений вязкости их растворов не наблюдается [411]. Интересно рассмотреть в связи с этим влияние ультрафиолетового света на другой природный полимер — дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК), для которой природа происходя-ш их явлений довольно хорошо выяснена. Уменьшение вязкости и двойного лучепреломления в потоке растворов ДНК Холлендер объясняет расш еплением основной цепи этого биополимера [406]. Вязкость растворов больших молекул типа ДНК или белка может быть снижена как путем уменьшения средних размеров таких молекул, так и путем придания молекулам большей гибкости, благодаря чему может создаваться более компактная конфигурация. Методом светорассеяния Моросону и Александеру [408] удалось расчленить эти два эффекта у ДНК эти авторы нашли, что при облучении растворов ДНК ультрафиолетовым светом имеют место оба эти процесса. В отсутствие кислорода первичное действие света с длиной волны 2540 А заключается в расщеплении водородных связей в атмосфере, содержащей кислород, свет сразу же вызывает деструкцию основной цепи. При использовании нефильтрованного ультрафиолета в бескислородных условиях происходит как скручивание, так и деструкция основной цепи ДНК в присутствии кислорода число разрывов основной цепи значительно увеличивается. [c.438]

В интактных клетках бактерий дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) включена в структуру нуклеоида. Эта структура стабилизируется рибонуклеиновой кислотой (РНК), и поэтому присутствие следов рибонуклеазы приводит к разворачиванию нуклеоида во время лизиса и образованию очень вязкого раствора высвободившейся ДНК. Трудности, связанные с высокой вязкостью, можно преодолеть несколькими путями. Цепи молекул ДНК можно разрезать короткой обработкой ультразвуком или гомогенизацией суспензии лизирован-ных клеток в ножевом микроизмельчителе. Можно также добавить в раствор дезоксирибонуклеазу, но для функционирования этого фермента необходим Mg + в концентрации не менее 0,1 мМ. Если сферопласты ли-зируются в присутствии ЭДТА, то требуется избыток M.g + по сравнению с содержанием ЭДТА. [c.147]

Хэррингтон и Зимм [339, 3401 изучали деструкцию в раство" рах полипропилена и дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) в приборах различных типов, включая капиллярные вискози метры. Они использовали растворители, позволяющие варьировать вязкость растворов в широких пределах. Во всех случаях скорость деструкции описывалась приблизительно уравнением первого порядка. Полуэмпирически была найдена величина критического напряжения при разрыве при деструкции ПС, которая для растворов в хороших и плохих растворителях составляла соответственно 3,5-10 и 4,0-10" Н, а для ДНК в буферном фосфатном растворе — 2,7-10 Н. Критическое напряжение, необходимое для разрушения ДНК в капилляре, также установлено Левинта-лем и Девисоном [473]. [c.362]