Переход спираль-клубок в молекуле ДНК. - 6 стр.

величиной σ (4), которая называется фактором кооперативности. Чем больше
энергия FS между расплавленными в спиральными областями, т.е. сильнее
молекулярное Стекинг-взаимодействие, тем меньше фактор σ и уже переход и
наоборот. Так, при σ → 0 , ΔT → 0 переход стремится к фазовому переходу,
наблюдаемому при плавлении кристаллов.
      Итак экспериментальную кривую плавления можно описать двумя
параметрами Tm (9) и ΔT (10), которые связаны с внутримолекулярными
характеристиками ДНК. Напомним, что в этой теории мы имели дело с
гомополимером, т.е. с ДНК которая состоит только из АТ-пар или ГЦ-пар (для
простоты мы их не различали). Если имеются кривые плавления для таких
гомополимеров, то, исходя из них, можно определить Tm и ΔT , а с ними и
параметры ΔH и σ ; Tm для АТ-полимера оказались равными 340К, Tm для ГЦ-
полимера – 380К, H = 7 ÷ 9ккал / моль , а параметр δ оказался равным 5 ⋅ 10 −5 .
Именно это обстоятельство обуславливает предельно малое значение ΔT для
этих объектов (около 0.5 o C ).
      Природные ДНК плавятся в более широком диапазоне ΔT = 3 ÷ 5 o C , а
величина Tm лежит в интервале TAT = 340 o C и TГЦ = 380 O C
      Не будем рассматривать строгую теорию плавления в реальной ДНК, а
объясним эти факты с помощью качественных соображений.
      Теперь вместо гомополимера рассмотрим систему, в которой имеются
легкоплавкие пары (АТ) и тугоплавкие пары (ГЦ). Ясно, что Tm такого объекта
будет зависеть от концентраций как АТ, как и ГЦ-пар.
      Обозначим X AT – концентрацию АТ-пар. Тогда, очевидно, формула для
Tm ДНК будет иметь следующий вид:


                      Tm = T AT X AT + Т ГЦ (1 − X AT )                     (11)

      Эта зависимость получается и при более строгом рассмотрении.
Представим себе, что ДНК разбита на достаточно протяженные участки и при
переходе от одного участка к другому может            оказаться, что они
характеризуются различными Х, которые не обязательно совпадают с
истинным значением Х по всей ДНК. Тогда в силу (11) все участки будут
плавиться при различных температурах, что приведет к уширению всей кривой
плавления. Это рассмотрение, конечно, не строгое. Исходя из таких
соображений, нужно ли разбивать ДНК на участки? Ведь это сделано
совершенно произвольно. Тем не менее эти наводящие соображения могут
помочь понять эффект уширения кривой плавления при переходе от
гомополимера к реальной ДНК. В настоящее время создана исчерпывающая
строгая теория перехода спираль-клубок в ДНК, и интересующиеся могут
ознакомиться с ней в работе [2].


2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ПЛАВЛЕНИЯ ДНК
                                       6