ФАКТОРИ, ЩО ВИЗНАЧАЮТЬ СТРУКТУРУ ДНК

кислоти

Спіральна структура ДНК підтримується за допомогою нековалентних взаємодій. З одного боку, сприяє укладання між сусідніми основами тієї ж нитки гідрофобні взаємодії між ними, а з іншого боку, кожна база пов'язана зі своїм партнером шляхом водневі мости. Вільна енергія нековалентних взаємодій, що підтримують спіральну структуру ДНК, не набагато перевищує енергію теплових рухів при кімнатній температурі, тому можна дестабілізувати тривимірну структуру ДНК, просто збільшивши температуру.

Коли дволанцюжкова ДНК (нативна форма) нагрівається, сили зв’язування між цими ланцюгами порушуються і вони з часом розділяються. Отже, денатурована ДНК є одноланцюговою. Перехід між рідною державою та денатурованою державою відомий як денатурація. За певних умов розчин одноланцюгової (денатурованої) ДНК може переформувати нативну (дволанцюжкову) ДНК. Цей процес називається ренатурація ДНК. Коли ренатурована ДНК утворюється з молекул ДНК різного походження або між молекулою ДНК та молекулою РНК, ренатурація відома як гібридизація.

Коли сили зв’язку між двома ланцюгами ДНК порушені, вони з часом розділяються. Тому денатурована ДНК одноцепочечна. Перехід між рідною державою та денатурованою державою відомий як денатурація.

Викликається графік, що представляє вимірювання A260 як функції температури Крива злиття ДНК (Нижня фігура). Ця крива має такі характеристики:

1. - A260 залишається незмінним аж до температур, що значно перевищують фізіологічні. У цьому інтервалі молекула має форму подвійної ланцюга.

2. - Збільшення рівня А260 відбувається у вузькому діапазоні температур (6-8 єС). А260 починає збільшуватися, коли зв’язки між основами в різних сегментах молекули починають розриватися. Кількість PB, які розпадаються, зростає із збільшенням температури, а разом із нею і A260. В кінці висхідної ноги дві пасма тримаються разом протягом декількох PB.

3. - Максимальний A260 приблизно на 37% перевищує початкове значення і відповідає стану, в якому ці дві нитки повністю розділені.

Дуже корисним параметром для характеристики еволюції розплаву є температура, при якій підйом А260 досяг половини шляху. Ця температура називається температура плавлення (Тм). Доведено, що Tm зростає із вмістом G + C (Малюнок праворуч). Оскільки основна пара G-C пов'язана трьома водневими містками (на відміну від пари A-T, яка має лише 2), для денатурації потрібна більш висока температура.

Реактиви, які підвищують розчинність основ (як етанол) зменшення Tm, оскільки вони зменшують гідрофобну взаємодію, яка утримує їх разом (малюнок зліва).

З цього випливає, що обидва водневі мости як гідрофобні взаємодії співпрацювати для формування стабільної структури. Якщо будь-яка з цих взаємодій зменшується або усувається, стабільність знижується, а Tm нижча.