លក្ខណៈរូបវិទ្យា និងគីមីនៃ DNA
| ឈ្មោះប៉ារ៉ាម៉ែត្រ | អត្ថន័យ |
| ប្រធានបទអត្ថបទ៖ | លក្ខណៈរូបវិទ្យា និងគីមីនៃ DNA |
| Rubric (ប្រភេទប្រធានបទ) | កីឡា |
1. Denaturation
ការផ្លាស់ប្តូរ DNA ត្រូវបានអនុវត្តក្រោមសកម្មភាពនៃកត្តាគីមី (អ៊ុយ, ហ្គានីឌីនក្លរួ, អាស៊ីត, អាល់កាឡាំង) និងកត្តារាងកាយ (សីតុណ្ហភាព) ។ ជាលទ្ធផលនៃការ denaturation រចនាសម្ព័ន្ធបន្ទាប់បន្សំនៃ DNA ត្រូវបានបំផ្លាញ។ នៅពេលដែលផលប៉ះពាល់នៃកត្តា denaturing ត្រូវបានដកចេញ រចនាសម្ព័ន្ធបន្ទាប់បន្សំនៃ DNA ត្រូវតែត្រូវបានស្ដារឡើងវិញ។ ដំណើរការនេះត្រូវបានគេហៅថា renaturation ។
Denaturation ឬការរលាយនៃ DNA ត្រូវបានអមដោយការកើនឡើងនៃដង់ស៊ីតេអុបទិកនៃដំណោះស្រាយ DNA នៅរលកប្រវែង 260 nm ។ បាតុភូតនេះត្រូវបានគេហៅថាឥទ្ធិពល hyperchromic ។ ការកើនឡើងអតិបរិមានៃដង់ស៊ីតេអុបទិកនៃដំណោះស្រាយ DNA កំឡុងពេលការពុកផុយទាំងស្រុងរបស់វាទៅជា mononucleotides នៅចម្ងាយរលកដែលបានបញ្ជាក់គឺប្រហែល 80% ។
ម៉ូលេគុល DNA ដែលមានតែ poly-d (AT) រលាយនៅសីតុណ្ហភាពទាបជាងម៉ូលេគុល DNA ដែលមាន poly-d (GC) ។ នេះគឺដោយសារតែការពិតដែលថាចំណងអ៊ីដ្រូសែនពីរបង្កើតរវាង A និង T ហើយចំណងអ៊ីដ្រូសែនបីបង្កើតរវាង G និង C ។
2. ចំណុចរលាយ
លក្ខណៈសំខាន់បំផុតនៃ DNA គឺសីតុណ្ហភាពរលាយរបស់វា ដែលត្រូវនឹងសីតុណ្ហភាពដែលការកើនឡើងនៃដង់ស៊ីតេអុបទិកនៃដំណោះស្រាយ DNA គឺស្មើនឹងពាក់កណ្តាលនៃការកើនឡើងអតិបរិមានៃរបស់វាដែលបានសង្កេតឃើញក្នុងអំឡុងពេល denaturation DNA ពេញលេញ។ សីតុណ្ហភាពរលាយនៃ DNA ដែលមានសារធាតុ poly-d (AT) គឺ 66 o C, DNA ដែលមាន poly-d (GC) គឺ 85 o C. DNA ធម្មជាតិមានចំណុចរលាយច្រើនជាង 66 o C ប៉ុន្តែតិចជាង 85 o C ព្រោះវារួមបញ្ចូលមូលដ្ឋានអាសូតទាំងបួន ប៉ុន្តែក្នុងសមាមាត្រផ្សេងគ្នានៅក្នុងសារពាង្គកាយមានជីវិតខុសៗគ្នា។ ដូច្នេះ DNA របស់មនុស្សត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយចំណុចរលាយស្មើនឹង 81 - 82 o C, E. coli - 90.5 o C ។
នៅពេលដែលដំណោះស្រាយ DNA ត្រូវបានត្រជាក់ (annealed) រចនាសម្ព័ន្ធបន្ទាប់បន្សំដើមនៃ DNA អាចត្រូវបានស្ដារឡើងវិញស្របតាមគោលការណ៍នៃការបំពេញបន្ថែម។
3. បង្កាត់
ប្រសិនបើល្បាយនៃម៉ូលេគុល DNA ផ្សេងគ្នាត្រូវបានរលាយដំបូង ហើយបន្ទាប់មកត្រូវបាន annealed នោះប្រសិនបើមានភាពស្រដៀងគ្នានៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធចម្បងរបស់ពួកគេ ការបង្កាត់រវាងម៉ូលេគុល DNA គឺអាចធ្វើទៅបាន។
រូបភាព - ការបង្កាត់រវាងម៉ូលេគុល DNA ផ្សេងគ្នា
ភាពស្រដៀងគ្នារវាងម៉ូលេគុល DNA កាន់តែខ្ពស់ កម្រិតនៃការបង្កាត់កាន់តែខ្ពស់។ ដោយផ្អែកលើលទ្ធផលនៃការបង្កាត់រវាង DNA នៃប្រភេទផ្សេងៗនៃសារពាង្គកាយមានជីវិត មនុស្សម្នាក់អាចវិនិច្ឆ័យទំនាក់ទំនងរបស់ពួកគេ។ កម្រិតនៃការបង្កាត់កាន់តែខ្ពស់ ទំនាក់ទំនងកាន់តែជិតស្និទ្ធរវាងប្រភេទដែលបានវិភាគ។
ការធ្វើកូនកាត់ក៏អាចធ្វើទៅបានរវាងម៉ូលេគុល DNA និង RNA ដែរ ព្រោះវាមានលំដាប់នុយក្លេអូទីតដូចគ្នា។
រូបភាព - ការបង្កាត់រវាង DNA និង RNA
4. អាស៊ីតនុយក្លេអ៊ីកស្រូបយកពន្លឺអ៊ុលត្រាវីយូឡេយ៉ាងខ្លាំង ហើយទ្រព្យសម្បត្តិនេះបញ្ជាក់ពីការកំណត់នៃការប្រមូលផ្តុំរបស់វា។ ឥទ្ធិពល mutagenic នៃពន្លឺ ultraviolet ក៏ត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងទ្រព្យសម្បត្តិដូចគ្នាដែរ។
អង្គការ DNA eukaryotic
ប្រវែងនៃម៉ូលេគុល DNA eukaryotic គឺធំជាងទំហំកោសិកាច្រើនដង។ ដើម្បីធានាបាននូវលំហូរនៃដំណើរការជីវសាស្រ្តផ្សេងៗ វាត្រូវតែត្រូវបានខ្ចប់ឱ្យបានត្រឹមត្រូវ។ មានកម្រិតជាច្រើននៃការបង្រួមរបស់វា។
1. DNA អាក្រាត - គឺជា helix ទ្វេ អង្កត់ផ្ចិតរបស់វាគឺ 1.8 nm˸
DNA បែបនេះមានប្រតិកម្មទៅនឹង DNases ដែលជាអង់ស៊ីមដែលធ្វើ hydrolyze ចំណង phosphodiester ។
លក្ខណៈរូបវិទ្យា និងគីមីនៃ DNA - គំនិត និងប្រភេទ។ ចំណាត់ថ្នាក់ និងលក្ខណៈនៃប្រភេទ "លក្ខណៈសម្បត្តិរូបវិទ្យា និងគីមីនៃ DNA" ឆ្នាំ 2015, 2017-2018 ។
រចនាសម្ព័ន្ធ DNA
ទម្រង់នៃ DNA
សមាសធាតុ nucleotide នៃ DNA
ការរលាយ DNA
topology នៃ DNA
DNA គឺជាម៉ូលេគុលដែលមានម៉ូលេគុលប្រឆាំងប៉ារ៉ាឡែលពីរដែលតភ្ជាប់ដោយចំណងអ៊ីដ្រូសែន យោងតាមគោលការណ៍នៃការបំពេញបន្ថែមជាមួយនឹងការបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធអេលីក។
រចនាសម្ព័ន្ធ DNA
ឯកតារចនាសម្ព័ន្ធនៃខ្សែសង្វាក់ DNA គឺ deoxyribonucleoside ដែលរួមមានផូស្វាត ជាតិស្ករ deoxyribose និងនុយក្លេអូទីតចំនួនបួន៖ អាឌីនីន (A), ស៊ីតូស៊ីន (C), ហ្គានីន (G) និង thymine (T) ។ នៅក្នុង phages មួយចំនួន thymine ត្រូវបានជំនួសដោយ Uracil (PBS1 phage) ដែលជាធម្មតាត្រូវបានរួមបញ្ចូលនៅក្នុង RNA ។ នុយក្លេអូទីតនៃ DNA ពីរខ្សែត្រូវបានតភ្ជាប់ដោយចំណងអ៊ីដ្រូសែន យោងតាមគោលការណ៍នៃការបំពេញបន្ថែម៖ A-T, G-C. purines (2 rings) -Adenine, Guanine pyrimidines -Thymine, Cytosine |
dDNA=20A; - សម្រាប់ purine-12A សម្រាប់ pyrimidine-8A |
នៅក្នុងគូ A-T មាន 2 H-bonds, ក្នុងគូ G-C មាន 3 |
ការបង្វិលម៉ូលេគុល DNA
គោលលទ្ធិតាតូមឺរនិយម
នៅក្នុង heterocycles ប្រូតុងដែលភ្ជាប់ទៅនឹងអាសូតអាចឆ្លងកាត់
នៅលើអាតូមអាសូតផ្សេងទៀត ឬនៅលើអាតូមអុកស៊ីសែននៃក្រុម keto ហើយនៅក្នុងដំណោះស្រាយ នឹងមានលំនឹងនៃរចនាសម្ព័ន្ធ tautomeric ផ្សេងៗដែលផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងឆាប់រហ័សទៅគ្នាទៅវិញទៅមក។
ជាលទ្ធផលនៃការបំប្លែង tautomeric U និង G ក្នុងទម្រង់ enol អាចធ្វើត្រាប់តាម C និង A កំឡុងពេលរួមដំណេក ខណៈដែល C និង A ក្នុងទម្រង់ imino អាចធ្វើត្រាប់តាម U និង G ដែលអាចនាំឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុង DNA (រូបភព) ។
អន្តរកម្មជាប់គ្នា។
មូលដ្ឋាននៅក្នុងខ្សែសង្វាក់ DNA ស្ថិតនៅពីលើគ្នាទៅវិញទៅមកនៅក្នុងជង់មួយដែលផ្តល់នូវស្ថេរភាពបន្ថែមនៃខ្សែសង្វាក់ - អន្តរកម្មជង់។
តម្លៃនៃអន្តរកម្មជង់រវាងមូលដ្ឋាន៖ purine-purine>pyrimidine-purine>pyrimidine-pyrimidine
នៅក្នុង oligo- និង polynucleotides ការដាក់ជង់រវាងមូលដ្ឋានដែលនៅជាប់គ្នានាំទៅរកការបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធ helical ខ្សែតែមួយដែលមានស្ថេរភាព (polyA) ខណៈពេលដែលអវត្តមាននៃការជង់នាំឱ្យ coil ខូច (polyU) ។
ថាមពលនៃអន្តរកម្មជង់ ~ -3 - -15 kcal / mol
ឆ្អឹងខ្នងស្ករ-ផូស្វាតនៅខាងក្រៅមូលដ្ឋាននៅខាងក្នុងផូស្វ័រ deoxyrobose ត្រូវបានតភ្ជាប់ដោយចំណង phosphodiester ។ ក្រុម OH នៃផូស្វាតត្រូវបានតភ្ជាប់
ជាមួយនឹងក្រុម OH នៅលើកាបូន 3 "និង 5" នៃ deoxyribose ។
ភាពមិនស៊ីសង្វាក់គ្នាអាចកើតមានឡើងនៅពេលដែល thymine ស្ថិតនៅក្នុងទម្រង់ enol ឬ cytosine ស្ថិតនៅក្នុងទម្រង់ imino ។
ការកែប្រែនុយក្លេអូទីត
រូបភព១ នុយក្លេអូទីតដែលបានកែប្រែ[តារាចម្រៀង] ។
នុយក្លេអូទីតនៅក្នុង DNA អាចឆ្លងកាត់ការកែប្រែ៖ 5-methylcytosine,
5-hydroxymethylcytosine, 5-hydroxymethyluracil,
N-methyladenine ។ នៅក្នុង DNA នៃ bacteriophages មួយចំនួន mono- ឬ disaccharides ត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងក្រុម hydroxymethyl នៃ hydroxymethylcytosine តាមរយៈចំណង glycosidic ។ DNA នៃ eukaryotes និង invertebrates ទាបបំផុតមានផ្ទុក 5-methylcytosine តិចតួច និង
N6-methyladenine ។ នៅក្នុងសត្វឆ្អឹងខ្នង, មេទីលមូលដ្ឋានដើរតួ
តួនាទីដ៏សំខាន់នៅក្នុងបទប្បញ្ញត្តិនៃការបញ្ចេញហ្សែនដោយ 5-methylcytosine ជារឿងធម្មតាបំផុត។ បានបង្ហាញ
ច្រើនជាង 95% នៃក្រុមមេទីលនៅក្នុង DNA ឆ្អឹងខ្នងមាននៅក្នុងសំណល់ cytosine នៃ CG dinucleotides ដ៏កម្រ ហើយច្រើនជាង 50% នៃ dinucleotides ទាំងនេះត្រូវបាន methylated ។ នៅក្នុងរុក្ខជាតិ 5-methylcytosine អាចត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុង CG dinucleotides
និង CNG trinucleotides (N-C, A ឬ T) ។
ទម្រង់ DNA
| ជម្រើស | ខ-រាង | រាង A | រាងអក្សរ C | រាង Z |
| វង់ | ដៃស្ដាំ | ដៃស្ដាំ | ដៃស្ដាំ | ដៃឆ្វេង |
| ឯកតា ធ្វើម្តងទៀត | ច័ន្ទ ១ | 1 ខែ | 1 ខែ | 2 ខែ |
| ម៉ុននៅក្នុងឈាមរត់ | 10,4 | 10,7 | 9.3 | 12 |
| អង្កត់ផ្ចិត | 23.7A | 25.5A | 18.4A | |
| ការបង្វិល / ខែ | 35,9 | 33,6 | 38,7 | 60/2 |
| ទំនោរនៃមនទៅអ័ក្ស | -1,2 | +19 | -9 | |
| រ៉ាស។ m-y mon តាមអ័ក្ស | 0.332 nm | 0.23 nm | 0.38 nm | |
| ប្រវែងវេន | ៣៤ ក | 28 ក | ៣១ ក | 34.4A |
នៅក្នុងការសិក្សាអំពី DNA ដោយវិធីសាស្រ្តផ្សេងៗ វត្តមាននៃទម្រង់ផ្សេងៗនៃ DNA ដែលបង្កើតឡើងក្រោមលក្ខខណ្ឌផ្សេងៗ (កំហាប់អំបិល សំណើម) ដែលមួយចំនួនអាចមាននៅក្នុងសារពាង្គកាយមានជីវិតត្រូវបានរកឃើញ។
មាន A, B, C, D, T-គ្រួសារនៃទម្រង់ DNA ដែលអាចត្រូវបានបែងចែកទៅជាប្រភេទរងផ្សេងៗគ្នា (C", C"") ។
B-DNA- ស្ថានភាពមូលដ្ឋាននៃ DNA ដែលបង្ហាញនៅលើគ្រីស្តាល់ និងនៅក្នុងដំណោះស្រាយ aqueous ។
C-DNA- ទម្រង់ដែលមាននៅកំហាប់កាត់បន្ថយ Na និងសំណើម 44-66% ប្រសិនបើ GC=31-72%។
A-DNA- ទម្រង់នេះត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅក្នុងកូនកាត់ DNA-RNA ដូច្នេះក្នុងអំឡុងពេលចម្លង DNA ចូលទៅក្នុងទម្រង់ A នៅកន្លែងទំនាក់ទំនង RNA-pol ។ រូបរាងនេះត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយវត្តមាននៃការចាត់ទុកជាមោឃៈខាងក្នុងដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 5A ។
Z-DNA- ទម្រង់ដៃឆ្វេង ការផ្លាស់ប្តូរ B-->Z ត្រូវបានសម្របសម្រួលដោយវត្តមាននៃលំដាប់ GC-5" ដែលជាកន្លែងនៃ methylation នៅក្នុងសារពាង្គកាយ។ លំដាប់បែបនេះនៅក្នុង plasmids កំឡុងពេលផ្លាស់ប្តូរ supercoiling ពីទម្រង់ B ទៅ Z ។
នៅការផ្លាស់ប្តូរ B--> Z ផ្នែក 11-bp មានទម្រង់អន្តរកាលរវាង helix ឆ្វេង និងស្តាំ។
Z-DNA ត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងអន្តរក្រុមនៃក្រូម៉ូសូម polytene នៃ D. melanogaster ។
GC-5" polynucleotide ដែលស្ថិតនៅក្នុងទម្រង់ B បង្កើតជា nucleosomes នៅកំហាប់អំបិលទាប។ នៅកំហាប់អំបិលខ្ពស់ GC-5" polynucleotide ឆ្លងចូលទៅក្នុងទម្រង់ Z ដែលមិនបង្កើតជា nucleosomes។
ទម្រង់ A-, Z មិនអាចមាននៅក្នុងដំណោះស្រាយ aqueous ដោយគ្មានឥទ្ធិពលបន្ថែម (ប្រូតេអ៊ីន, supercoiling) ។
D-DNA- តំបន់ដែលសំបូរដោយ AT នៃ T2 phage DNA ដែលក្នុងនោះ cytosine ត្រូវបានជំនួសដោយ 5"-hydroxymethylcytosine ដែលជា DNA ធម្មជាតិតែមួយគត់ដែលគេស្គាល់គឺនៅក្នុងទម្រង់ D ។ លើសពីនេះ phage DNA ត្រូវបាន glycosylated ច្រើនជាង 70% ។
helix ទ្វេរដងនៃ D-DNA មានភាពបត់បែនជាង B-DNA ហើយមានចង្អូរតូចជ្រៅ - បែហោងធ្មែញងាយស្រួលសម្រាប់ទឹក និង cations ។
រចនាសម្ព័ន្ធ 3D DNA
កោង DNA
សមាសធាតុនុយក្លេអូទីតនៃ DNA
ច្បាប់ Chargaf
សមាសធាតុនុយក្លេអូទីតនៃ DNA របស់មួយចំនួន
សារពាង្គកាយ[តារាចម្រៀង] ។
| ប្រភពមួយ។ | និង | ជី | គ | ធ | A+T/G+C | A+G/T+C | G+C, mol.% |
| បាក់តេរី λ បាក់តេរី T2 Escherichia coli Bacillus subtilis មេរោគ papilloma របស់ Shoup Saccharomyces cerevisiae ជំងឺ Chlamydomonas មាន់ កណ្ដុរ គោ ស្រូវសាលី |
26,0 32,5 23,8 29,0 26,6 31,3 19,6 27,9 28,9 27,3 27,2 |
23,8 18,2 26,0 20,7 24,5 18,7 30,2 21,2 21,1 22,5 22,6 |
24,3 16,72 26,4 21,3 24,2 17,1 30,0 21,5 20,3 22,5 22,8 |
25,8 32,6 23,8 29,0 24,7 32,9 |
1,08 1,86 0,91 1,38 1,05 1,79 0,65** 1,34** 1,44** 1,22** 1,20** |
0,99 1,03* 0,99 0,99 1,04 1,00 0,99** 0,96** 1,00** 0,99** 0,99** |
48 35* 52 42 49 36 60** 43** 41** 44** 45** |
5-hydroxymethylcytosine
** រួមទាំង 5-methylcytosine
នៅក្នុង eukaryotes ភាពញឹកញាប់នៃការកើតឡើងនៃ 5"-CG-3" គឺខ្ពស់ជាង 5"-GC-3" ដោយសារតែ dinucleotide 5 "-GC-3" ឆ្លងកាត់ methylation ដែលពាក់ព័ន្ធនឹងបទប្បញ្ញត្តិនៃការបញ្ចេញហ្សែន។ នៅក្នុង prokaryotes សមាមាត្រ 5'-CG-3'/5'-GC-3' គឺនៅជិតចៃដន្យ (សូមមើលតារាង) ។
ទំហំនៃម៉ូលេគុល DNA
ទំហំ DNA ត្រូវបានបង្ហាញជាគូមូលដ្ឋាន (bp) ឬរាប់ពាន់គូគោល (bp)
| ប្រភពមួយ។ | M បាទ | ប្រវែង | ច័ន្ទ | ប្រភេទរចនាសម្ព័ន្ធ |
| Bacteriophage φX174 SV40 បាក់តេរី T2 ក្រូម៉ូសូមនៃជម្ងឺគ្រុនផ្តាសាយ Hemophilus ក្រូម៉ូសូម Escherichia coli Saccharomyces cerevisiae ក្រូម៉ូសូម ១ ក្រូម៉ូសូម ១២ Drosophila melanogaster ក្រូម៉ូសូម ២ ក្រូម៉ូសូម ៣ ក្រូម៉ូសូម ៤ |
1,6 10 6
3,5 10 6 1,2 10 8 7,9 10 8 2,6 10 8 1,4 10 8
4 10 10
|
1.6 µm 1.1 µm 50 µm ៣០០ μm 1 ម។ 50 µm 15 ម។ |
5 10 3
5,2 10 3 2 10 5 1,2 10 6 4 10 6 2,1 10 5
6,0 10 7
|
ខ្សែតែមួយរាងជារង្វង់ ខ្សែពីររាងជារង្វង់ ខ្សែពីរលីនេអ៊ែរ មិនស្គាល់ ខ្សែពីររាងជារង្វង់ ខ្សែពីរលីនេអ៊ែរ ខ្សែពីរលីនេអ៊ែរ |
ការរលាយ DNA
ការប្រែពណ៌ឬ រលាយ- ភាពខុសគ្នានៃខ្សែ DNA នៅពេលដែល DNA ត្រូវបានកំដៅដល់ ~ 1000C ឬនៅពេលដែល pH កើនឡើង។
ភាពខុសគ្នានៃច្រវាក់កើតឡើងដោយសារតែការបំផ្លាញអ៊ីដ្រូសែនខ្សោយ
ចំណង និងអន្តរកម្មផែនការរវាងមូលដ្ឋាន។
Denaturation ក៏ត្រូវបានប៉ះពាល់ផងដែរដោយ៖ អ៊ីយ៉ុងនៃលោហៈ mono- និង divalent ប្រូតេអ៊ីនដែលបន្សាបការចោទប្រកាន់អវិជ្ជមាននៃក្រុមផូស្វាត។
ចំណុចរលាយនៃ GC គឺខ្ពស់ជាង AT. ដើម្បីបំបែកចំណង H ពីរនៃគូ AT ត្រូវការថាមពលតិចជាងការបំបែកចំណង H បីនៃ GC-pair សីតុណ្ហភាព និងតម្លៃ pH ដែលការ denaturation កើតឡើងអាស្រ័យលើសមាសធាតុ nucleotide នៃ DNA ។
ខ្សែកោង DNA រលាយ
Denaturation គឺជាដំណើរការដែលអាចត្រឡប់វិញបាន ការស្ដារឡើងវិញជាបន្តបន្ទាប់នៃរចនាសម្ព័ន្ធ DNA ដែលមានខ្សែពីរអាចកើតឡើងសូម្បីតែជាមួយនឹងការបង្វែរច្រវាក់ទាំងស្រុងក៏ដោយ។ ដំណើរការបង្រួបបង្រួមគ្នា ហៅថា ការបង្រួបបង្រួម ការរួបរួមឡើងវិញ ឬ ការបង្រួបបង្រួម កើតឡើងនៅពេល
ការធ្លាក់ចុះនៃសីតុណ្ហភាពឬ pH
ជាមួយនឹងការថយចុះយ៉ាងខ្លាំងនៃសីតុណ្ហភាពឬ pH ការបង្រួបបង្រួមត្រឹមត្រូវនៃខ្សែសង្វាក់បំពេញគឺពិបាកដោយសារតែការផ្គូផ្គង។
មូលដ្ឋាននៃតំបន់បំពេញបន្ថែមក្នុងតំបន់នៅក្នុងខ្សែសង្វាក់ដូចគ្នា ឬផ្សេងគ្នា។
ការផ្លាស់ប្តូរ DNA កើតឡើងនៅសីតុណ្ហភាព ~ 200C ក្រោមចំណុចរលាយ។
កំឡុងពេលផ្លាស់ប្តូរឡើងវិញ ផ្នែកខ្សែសង្វាក់ដែលមាន DNA ម្តងហើយម្តងទៀតត្រូវបានភ្ជាប់ដំបូង ហើយបន្ទាប់មកជាមួយនឹងផ្នែកតែមួយគត់។
ខ្សែកោងនៃការផ្លាស់ប្តូរ DNA
t រលាយធៀបនឹង conc ។ អំបិល
លក្ខណៈសម្បត្តិ DNA
អ៊ុលត្រាសោនកាត់ DNA ទៅជាបំណែកស្មើគ្នា ~ 500 bp ក្នុងប្រវែង។
DNA មិនរលាយក្នុងសារធាតុរំលាយដែលមិនមានប៉ូល
អាល់កាឡាំង hydrolyze DNA ។
ដោយសារតែការចោទប្រកាន់នៃក្រុមផូស្វាត DNA មានបន្ទុកអវិជ្ជមាន។
Topology នៃម៉ូលេគុល DNA
អក្សរសិល្ប៍៖
- Singer: ហ្សែន និងហ្សែន v.1
- Zenger.V: គោលការណ៍នៃការរៀបចំរចនាសម្ព័ន្ធនៃអាស៊ីត nucleic ។ M. , Mir, 1987
នៅឆ្នាំ 1944 ការពិសោធន៍ដោយ Avery, McLeod និង McCarthy បានបង្ហាញថាសមត្ថភាពក្នុងការបង្កើតកន្សោមនៅក្នុងប្រភេទ pneumococcus ផ្លាស់ប្តូរអាចត្រូវបានស្ដារឡើងវិញដោយបញ្ចូលទៅក្នុងកោសិការបស់វាដែលបានបន្សុត DNA pneumococcal ដែលមានសមត្ថភាពផលិតកន្សោម។ អ្នកនិពន្ធបានហៅភ្នាក់ងារ (DNA) ដែលទទួលខុសត្រូវចំពោះការផ្លាស់ប្តូរនេះថាជា "កត្តាបំប្លែង" ។ មិនយូរប៉ុន្មាន វិធីសាស្ត្រផ្លាស់ប្តូរត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងការស្រាវជ្រាវហ្សែន។ ថ្មីៗនេះ ការពិសោធន៍ត្រូវបានអនុវត្តដោយកោសិកាផ្សិត កោសិកាថនិកសត្វ អំប្រ៊ីយ៉ុង សត្វកកេរ និងសត្វល្អិតបានបម្រើជាអ្នកទទួល ហើយ DNA ដែលបានក្លូនបានបម្រើជាអ្នកផ្តល់ព័ត៌មានហ្សែន។
លក្ខណៈគីមីនៃ DNA
លក្ខណៈគីមីនៃឯកតា monomeric ដែលបង្កើត DNA (deoxyadenylate, deoxycytidylate, deoxyguanylate, និង thymidylate) ត្រូវបានពិពណ៌នានៅក្នុងជំពូក។ 34. Monomers polymerize ជាមួយនឹងការបង្កើតចំណង 3, 5-phosphodiester បង្កើតជាខ្សែតែមួយនៃ DNA (រូបភាព 37. 1) ។ ព័ត៌មាននៅក្នុង DNA ត្រូវបានសរសេរជាទម្រង់នៃលំដាប់ជាក់លាក់នៃ purine និង pyrimidine deoxyribonucleotides។
ម៉ូលេគុល DNA វត្ថុធាតុ polymeric ដូចដែលអាចមើលឃើញពីរូបភាពគឺប៉ូល នៅចុងម្ខាងគឺ 5-hydroxyl - (ឬក្រុមផូស្វាត) នៅ 3-phosphate ផ្សេងទៀត (ឬក្រុម hydroxyl) ។ ផ្អែកលើទិន្នន័យនៃការវិភាគការបំភាយកាំរស្មី X នៃ DNA និងច្បាប់ Chargaff យោងទៅតាមខ្លឹមសារនៃសំណល់ deoxyadenosine (A) នៅក្នុងម៉ូលេគុល DNA គឺស្មើនឹងមាតិកានៃ thymidine (T) និងមាតិកានៃ deoxyguanosine (G ។ ) គឺស្មើនឹងខ្លឹមសារនៃ deoxycytosine (C), Watson, Crick និង Wilkins ដែលបានស្នើឡើងនៅដើម 50 -s នៃគំរូនៃរចនាសម្ព័ន្ធខ្សែពីរនៃ DNA ។ គំរូនៃទម្រង់ B នៃ DNA ត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភព។ ៣៧.២. ខ្សែសង្វាក់ទាំងពីរនៃម៉ូលេគុលដៃស្តាំពីរខ្សែនេះ ត្រូវបានតោងជាប់គ្នាដោយចំណងអ៊ីដ្រូសែនដែលបង្កើតឡើងរវាងមូលដ្ឋាន purine និង pyrimidine ។ ការបង្កើតគូបំពេញបន្ថែមគឺជាក់លាក់យ៉ាងតឹងរ៉ឹង។ A តែងតែជាមិត្តជាមួយ (រូបភាព 37. 3) ។
នៅក្នុងម៉ូលេគុលដែលមានខ្សែទ្វេ ការរឹតបន្តឹងដោយសារតែការរារាំងនៃការបង្វិលជុំវិញចំណង phosphodiester ភាពលេចធ្លោ "ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធដោយស្វ័យប្រវត្តិនៃចំណង glycosidic (រូបភាព 34.9) និងទម្រង់ tautomeric ដែលមានស្រាប់នៃមូលដ្ឋានទាំងបួន (A, G, T និង C ។ , រូបភាព 34.3) បង្កើតលក្ខខណ្ឌដែល A អាចបង្កើតគូខ្លាំងតែជាមួយ T និង G តែជាមួយ C (រូបភាព 37.3) ។ នេះគឺជាអ្វីដែលពន្យល់ពីច្បាប់ Chargaff (A = T; G = C) ។ ខ្សែពីរនៃ helix ទ្វេដែលជាប៉ូលគឺ និង
អង្ករ។ ៣៧.១. បំណែកនៃរចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ូលេគុល DNA ដែលក្នុងនោះ purine និង pyrimidine មូលដ្ឋាន adenine (A), thymine (T), cytosine (C) និង guanine (G) ត្រូវបានប្រមូលផ្តុំគ្នាដោយឆ្អឹងកងខ្នង phosphodiester ដែលតភ្ជាប់សំណល់ deoxyribosyl ដែលភ្ជាប់ដោយ a - ចំណង glycosidic ទៅនឹងមូលដ្ឋាន nucleic ដែលត្រូវគ្នា។ សូមចំណាំ៖ ឆ្អឹងខ្នង phosphodiester នៃខ្សែ DNA តែមួយមាន "ប៉ូល" (ឧទាហរណ៍ ទិសដៅជាក់លាក់មួយអាចត្រូវបានសម្គាល់នៅក្នុងវា ជាឧទាហរណ៍)។
ប្រឆាំងប៉ារ៉ាឡែល ពោលគឺទិសដៅនៃសៀគ្វីមួយ និងមួយទៀត។ រូបភាពបែបនេះស្រដៀងនឹងផ្លូវស្របគ្នាពីរដែលមានចរាចរណ៍ផ្លូវមួយដែលមានទិសដៅផ្ទុយគ្នា។ មួយនៃខ្សែ DNA បំពេញបន្ថែមពីរដែលមានព័ត៌មានអំពីរចនាសម្ព័ន្ធនៃហ្សែនជាក់លាក់មួយក្នុងទម្រង់នៃលំដាប់នុយក្លេអូទីតជាក់លាក់មួយ ជាធម្មតាត្រូវបានគេហៅថាការសរសេរកូដ (ឬគំរូ); ខ្សែសង្វាក់ផ្សេងទៀតដែលបំពេញបន្ថែមវាត្រូវបានគេហៅថាមិនសរសេរកូដ។
ដូចដែលបានបង្ហាញនៅក្នុងរូបភព។ 37.3 ចំណងអ៊ីដ្រូសែនបីបង្កើតរវាងសំណល់នៃ deoxyguanosine និង deoxycytidine ហើយមានតែពីររវាង thymidine និង deoxyadenosine ។ ដូច្នេះ សញ្ញាប័ណ្ណ G-C គឺខ្លាំងជាងប្រហែល 50% ។ កាលៈទេសៈនេះ ក៏ដូចជាអន្តរកម្មជង់ អាចពន្យល់ពីសីតុណ្ហភាព denaturation (រលាយ) ខ្ពស់នៃតំបន់ DNA ដែលសំបូរទៅដោយ GC ។
រចនាសម្ព័ន្ធ DNA
DNA អាចបង្កើតជា helixes ពីរប្រភេទជាច្រើន។ បច្ចុប្បន្ននេះទម្រង់ចំនួនប្រាំមួយត្រូវបានគេស្គាល់រួចហើយ (ពីទម្រង់ A ដល់ E និងទម្រង់ Z) ។ វ៉ារ្យ៉ង់រចនាសម្ព័ន្ធភាគច្រើននៃ DNA អាចមានបានតែនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌពិសោធន៍ដែលគ្រប់គ្រងយ៉ាងតឹងរ៉ឹងប៉ុណ្ណោះ។ ជម្រើសទាំងនេះខុសគ្នា 1) នៅក្នុងចំនួននៃគូមូលដ្ឋានក្នុងមួយវេននៃ helix ពីរដង; 2) ចម្ងាយរវាងយន្តហោះនៃគូមូលដ្ឋាននិងមុំដែលពួកគេបង្កើតជាមួយអ័ក្សនៃ helix នេះ; 3) អង្កត់ផ្ចិតនៃវង់; 4) ការតំរង់ទិស (ស្តាំឆ្វេង) នៃ helix ទ្វេ (តារាង 37. 1) ។
ទម្រង់ខ្លះនៃទម្រង់ទាំងនេះផ្លាស់ប្តូរគ្នាទៅវិញទៅមកជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូរកំហាប់អំបិល និងកម្រិតនៃជាតិទឹក។ វាអាចទៅរួចដែលថាការផ្លាស់ប្តូររវាងទម្រង់រចនាសម្ព័ន្ធផ្សេងគ្នានៃ DNA ក៏កើតឡើងនៅក្នុង vivo ។
អង្ករ។ ៣៧.២. គំរូរបស់ Watson និង Crick នៃរចនាសម្ព័ន្ធ helix ទ្វេរាង B-shape ។ ខាងឆ្វេង៖ តំណាងគ្រោងការណ៍នៃម៉ូលេគុល (A - adenine, C - cytosine, G - guanine, T - thymine, P - phosphate, S-sugar [deoxyribose]) ។ ស្តាំ៖ គំរូរចនាសម្ព័ន្ធ DNA ។ (រូបថតពី J.D. Watson, Molecular biology of the Gene 3rd ed. Copyrght 1976, 1970, 1965 by W. A. Benjamin, Inc., Menlo Park, Calif.)
នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌសរីរវិទ្យា (កំហាប់អំបិលទាប កម្រិតជាតិទឹកខ្ពស់) ប្រភេទរចនាសម្ព័ន្ធលេចធ្លោនៃ DNA គឺជាទម្រង់ B ។ ទីលាន helix នៃម៉ូលេគុលបែបនេះគឺ 3.4 nm ។ បណ្តុំនៃ DNA អាចត្រូវបានតំណាងថាជា "កាក់" ពីរដែលបត់បាន 10 ក្នុងនីមួយៗ។ ជង់ត្រូវបានតោងជាប់គ្នាដោយចំណងអ៊ីដ្រូសែនរវាង "កាក់" ទល់មុខពីរនៃជង់ ហើយត្រូវបាន "រុំ" ដោយខ្សែបូពីរនៃឆ្អឹងខ្នង phosphodiester បត់ចូលទៅក្នុង helix ខាងស្តាំ។ នៅក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃជាតិទឹកតិច និងជាមួយនឹងមាតិកាខ្ពស់នៃ Na + ឬ K + ions រចនាសម្ព័ន្ធខុសគ្នាបន្តិចកើតឡើង - អ្វីដែលគេហៅថាទម្រង់ A ។ ការអនុលោមតាមដៃស្តាំនេះមានអង្កត់ផ្ចិត helix ធំជាងទម្រង់ B និងចំនួនគូគោលខ្ពស់ជាងក្នុងមួយវេន។ វាស្រដៀងទៅនឹងលក្ខណៈរចនាសម្ព័ន្ធនៃ RNA ពីរខ្សែ ឬ RNA-DNA duplexes ។ ទម្រង់ C-E ក៏ជាដៃស្តាំផងដែរ ការបង្កើតរបស់ពួកវាអាចត្រូវបានគេសង្កេតឃើញតែនៅក្នុងការពិសោធន៍ពិសេសប៉ុណ្ណោះ ហើយជាក់ស្តែង ពួកវាមិនមាននៅក្នុង vivo ទេ។
រាង Z ។ DNA គឺជា helix ពីរផ្នែកខាងឆ្វេង ដែលក្នុងនោះឆ្អឹងខ្នង phosphodiester ត្រូវបាន zigzag តាមអ័ក្សនៃម៉ូលេគុល។ ដូច្នេះឈ្មោះនៃម៉ូលេគុល (zigzag)-DNA ។ Z-DNA គឺតូចជាងគេបំផុត (12 គូមូលដ្ឋានក្នុងមួយវេន) ហើយស្តើងបំផុតដែលគេស្គាល់នៅក្នុងធម្មជាតិ វាមានចង្អូរតែមួយ (សូមមើលខាងក្រោម)។ Z-DNA ត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុងលំដាប់ដដែលៗនៃ purine និង pyrimidine deoxynucleotides (GC ឬ AC) ជំនួសនៅក្នុងវត្តមាននៃកត្តាស្ថេរភាពមួយចំនួនផ្សេងទៀត។ ទាំងនេះរួមមានៈ 1) កំហាប់អំបិលខ្ពស់ ឬវត្តមាននៃសារធាតុ cations ជាក់លាក់ដូចជា spermine និង spermidine ។ 2) មាតិកាខ្ពស់នៃ supercoils អវិជ្ជមាននៅក្នុងម៉ូលេគុល DNA (សូមមើលជំពូក 38); 3) ការចងនៃប្រូតេអ៊ីនជាក់លាក់ Z-DNA; 4) មេទីលនៃអាតូមកាបូន-5 នៃសំណល់ deoxycytidine មួយចំនួន។
DNA នៅក្នុងទម្រង់ Z អាចត្រូវបានចូលរួមនៅក្នុងបទប្បញ្ញត្តិនៃការបញ្ចេញហ្សែនទាំងទីតាំងជិតស្និទ្ធ និងឆ្ងាយពីទីតាំង Z ។ ប្រូតេអ៊ីនមួយចំនួនដែលចងនៅក្នុងចង្អូរធំ ឬតូចនៃ DNA ទម្រង់ B ទំនងជាមិនអាចភ្ជាប់ទៅនឹងទម្រង់ Z នៃ DNA បានទេ។ លើសពីនេះទៀតការបង្វែរផ្នែកមួយនៃ DNA ពីទម្រង់ Z ទៅទម្រង់ B នៃ DNA ដែលកើតឡើងឧទាហរណ៍ជាលទ្ធផលនៃការបាត់បង់ក្រុមមេទីលដោយ β-methyldeoxycytidine ។ អាចប៉ះពាល់ដល់ស្ថានភាពរមួលនៃផ្នែក DNA ដែលមានទីតាំងនៅចម្ងាយសន្ធឹកសន្ធាប់ពីតំបន់នៃការបញ្ច្រាស់។
អង្ករ។ ៣៧.៣. ការបង្កើតចំណងអ៊ីដ្រូសែនពីរ (បន្ទាត់ដាច់ ៗ) រវាងមូលដ្ឋាន deoxyadenosine និង thymidine (កំពូល) និងចំណងអ៊ីដ្រូសែនបីរវាង deoxyguanosine និង deoxycytidine មូលដ្ឋាន (បាត) ។ នៅក្នុង DNA សំណល់កាបូអ៊ីដ្រាតគឺ 2-deoxyribose; នៅក្នុង RNA, D-ribose
ការរមួលបង្វែរ DNA ក៏ដូចជា deoxycytidine methylation ប្រហែលជាប៉ះពាល់ដល់សកម្មភាពហ្សែន (សូមមើលខាងក្រោម)។
វត្តមានរបស់ Z-DNA នៅក្នុងក្រូម៉ូសូមរបស់ Drosophila (រុយផ្លែឈើ) ត្រូវបានបង្ហាញដោយប្រើអង្គបដិប្រាណជាក់លាក់ចំពោះទម្រង់ Z នៃ DNA ។ មានតំបន់នៅក្នុង DNA របស់មនុស្សដែលមានសមត្ថភាពបំប្លែងទៅជាទម្រង់ Z ។ ពួកវាត្រូវបានបំបែកនៅក្នុងហ្សែន។
តារាង 37.1 ។ លក្ខណៈនៃប្រភេទខ្លះនៃរចនាសម្ព័ន្ធ DNA
មានហេតុផលដើម្បីជឿថាលក្ខខណ្ឌចាំបាច់សម្រាប់ស្ថេរភាពនៃទម្រង់ Z ក៏អាចត្រូវបានគេដឹងនៅក្នុងកោសិកាមនុស្សផងដែរ។
Denaturation (រលាយ) នៃ DNA
រចនាសម្ព័ន្ធខ្សែពីរនៃ DNA អាចត្រូវបាន "រលាយ" នៅក្នុងដំណោះស្រាយដោយការបង្កើនសីតុណ្ហភាពឬបន្ថយកំហាប់អំបិល។ ក្នុងអំឡុងពេលនៃការរលាយ មិនត្រឹមតែខ្សែសង្វាក់ DNA ខុសគ្នាប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែប្រព័ន្ធនៃអន្តរកម្មជង់នៃមូលដ្ឋាន nucleic នៅក្នុងខ្សែសង្វាក់នេះក៏ត្រូវបានរំខានផងដែរ។ ចំណង Phosphodiester មិនត្រូវបានខូចក្នុងករណីនេះទេ។ DNA denaturation ត្រូវបានអមដោយការកើនឡើងនៃការស្រូបយកអុបទិកនៃមូលដ្ឋាន purine និង pyrimidine ។ បាតុភូតនេះត្រូវបានគេហៅថាឥទ្ធិពល hyperchromic នៃ DNA denaturation ។ Denaturation ក៏លុបបំបាត់ viscosity ខ្ពស់ដែលមាននៅក្នុងដំណោះស្រាយនៃ DNA ដើមដែលជារចនាសម្ព័ន្ធដូចសរសៃដែលបណ្តាលមកពីអន្តរកម្មជង់ទាំងពីរនៃមូលដ្ឋាន nucleic នៅក្នុងខ្សែនីមួយៗ និងអន្តរកម្មបំពេញបន្ថែមរវាងខ្សែពីរ។
ការបំបែកខ្សែសង្វាក់នៃម៉ូលេគុល DNA ដែលបានផ្តល់ឱ្យកើតឡើងក្នុងជួរសីតុណ្ហភាពជាក់លាក់មួយ។ ចំណុចកណ្តាលនៃចន្លោះពេលនេះត្រូវបានគេហៅថា ចំណុចរលាយ DNA ឬ . តម្លៃអាស្រ័យលើសមាសធាតុ nucleotide នៃ DNA និងកំហាប់អំបិលនៅក្នុងដំណោះស្រាយ។ ម៉ូលេគុល DNA ដែលសំបូរទៅដោយគូ G-C (ពួកវាត្រូវបានភ្ជាប់ដោយស្ពានអ៊ីដ្រូសែនបី) "រលាយ" នៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ជាងម៉ូលេគុលដែលសម្បូរដោយ A-T (គូ A-T ត្រូវបានភ្ជាប់ដោយស្ពានអ៊ីដ្រូសែនពីរ) ។ ការកើនឡើងដប់ដងនៃកំហាប់នៃ cations monovalent កើនឡើង 16.6 ° C. Formamide ដែលប្រើជាទូទៅក្នុងការពិសោធន៍ជាមួយ DNA ផ្សំឡើងវិញ ធ្វើឱ្យមានស្ថេរភាពចំណងអ៊ីដ្រូសែនរវាងមូលដ្ឋាន ដោយកាត់បន្ថយ។ នេះអនុញ្ញាតឱ្យបណ្តុំនៃ DNA ឬ DNA-RNA hybrid បង្វែរនៅកម្រិតទាប ដែលកាត់បន្ថយលទ្ធភាពនៃការដាច់ខ្សែនីមួយៗដែលកើតឡើងនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។
grooves នៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធនៃ DNA
នៅពេលសិក្សាគំរូដែលបង្ហាញក្នុងរូបភព។ 37.2 មនុស្សម្នាក់អាចយកចិត្តទុកដាក់ចំពោះវត្តមាននៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធ DNA នៃចង្អូរធំៗ និងតូច ដែលបត់ជុំវិញអ័ក្សនៃម៉ូលេគុលស្របទៅនឹងឆ្អឹងខ្នង phosphodiester ។ នៅក្នុងចង្អូរទាំងនេះ ប្រូតេអ៊ីនអាចធ្វើអន្តរកម្មជាពិសេសជាមួយអាតូមជាក់លាក់នៃមូលដ្ឋាន nucleic ហើយដូច្នេះ "ទទួលស្គាល់" លំដាប់នុយក្លេអូទីតជាក់លាក់ដោយមិនរំខានដល់អន្តរកម្មបំពេញបន្ថែមនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធនៃ helix ទ្វេ។ ដូចដែលនឹងត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងជំពូក។ 39 និង 41 វាគឺតាមរយៈអន្តរកម្មបែបនេះដែលប្រូតេអ៊ីននិយតកម្មអាចគ្រប់គ្រងការបញ្ចេញហ្សែន។
DNA ធូរស្រាល និង supercoiled
DNA នៃសារពាង្គកាយមួយចំនួនដូចជា បាក់តេរី bacteriophages និងមេរោគ DNA សត្វជាច្រើន គឺជារចនាសម្ព័ន្ធរាងជារង្វង់បិទជិត។ ជាការពិតណាស់រចនាសម្ព័ន្ធបែបនេះមិនបំពានលើបន្ទាត់រាងប៉ូលនៃម៉ូលេគុលនោះទេប៉ុន្តែក្រុមសេរីនិង -hydroxyl និង phosphoryl បាត់នៅក្នុងវា។ ចិញ្ចៀនដែលបិទអាចមាននៅក្នុងទម្រង់សម្រាក ឬ supercoiled ។ Supercoiling បង្ហាញខ្លួនវានៅពេលដែលរង្វង់រង្វង់បិទជុំវិញអ័ក្សផ្ទាល់ខ្លួនរបស់វា ឬនៅពេលដែលផ្នែកនៃ DNA លីនេអ៊ែរត្រូវបានបង្វិល ចុងត្រូវបានជួសជុល។ ដំណើរការដែលទាមទារថាមពលនេះនាំទៅដល់ការលេចចេញនូវសំពាធ intramolecular នៃរចនាសម្ព័ន្ធ។ ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃចំនួន supercoils ភាពតានតឹងខាងក្នុង (ការរមួល) កើនឡើង (ពិនិត្យមើលវានៅលើក្រុមកៅស៊ូធម្មតា) ។ Supercoils នៅក្នុង DNA ដែលបង្កើតឡើងដោយការបង្វិលទ្រនិចនាឡិកា (ក្នុងទិសដៅផ្ទុយនៃការបង្វិលកែងដៃស្តាំពីរដងនៃទម្រង់ B នៃ DNA) ត្រូវបានគេហៅថាអវិជ្ជមាន។ ក្នុងន័យមួយ យើងអាចសន្មត់ថាថាមពលចាំបាច់ដើម្បីសម្រេចបាននូវស្ថានភាពរចនាសម្ព័ន្ធបែបនេះត្រូវបានរក្សាទុកក្នុង supercoils ធម្មតា (មិនអវិជ្ជមាន) ។ ថាមពលនៃការផ្លាស់ប្តូរនៃម៉ូលេគុល DNA ទៅប្រភេទផ្សេងទៀតនៃរចនាសម្ព័ន្ធ supramolecular អាចត្រូវបានកាត់បន្ថយដោយសារតែការបង្កើតតំបន់រមួលអវិជ្ជមាន។ ការផ្លាស់ប្តូរមួយបែបនោះគឺការបំបែកខ្សែក្នុងការរៀបចំសម្រាប់ការចម្លង និងការចម្លង។ នេះជាមូលហេតុដែល DNA supercoiling មានអត្ថប្រយោជន៍យ៉ាងខ្លាំងនៅក្នុងប្រព័ន្ធជីវសាស្រ្ត។ អង់ស៊ីមដែលជំរុញការផ្លាស់ប្តូរ topological នៅក្នុងម៉ូលេគុល DNA ត្រូវបានគេហៅថា topoisomerases ។ ការសិក្សាភាគច្រើនបំផុតនៃពួកវាគឺបាក់តេរី gyrase ដែលចាប់ផ្តើមការបង្កើត supercoils អវិជ្ជមាន។
មុខងារ DNA
ព័ត៌មានហ្សែនដែលត្រូវបានអ៊ិនកូដក្នុងលំដាប់នុយក្លេអូទីតបម្រើគោលបំណងពីរ។ ទីមួយ វាចាំបាច់សម្រាប់ការសំយោគម៉ូលេគុលប្រូតេអ៊ីន ហើយទីពីរវាធានានូវការផ្ទេរខ្លួនវានៅក្នុងស៊េរីនៃកោសិកា និងជំនាន់នៃសារពាង្គកាយ។ មុខងារទាំងពីរពឹងផ្អែកលើការពិតដែលថាម៉ូលេគុល DNA បម្រើជាគំរូមួយ; ក្នុងករណីដំបូងសម្រាប់ការចម្លង - ការកត់ត្រាព័ត៌មានចូលទៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ូលេគុល RNA និងទីពីរសម្រាប់ការចម្លង - ការចម្លងព័ត៌មាននៅក្នុងម៉ូលេគុល DNA កូនស្រី។
ការបំពេញបន្ថែមនៃខ្សែ helix ពីររបស់ Watson និង Crick បង្ហាញពីរបៀបពាក់កណ្តាលអភិរក្សនៃការចម្លង DNA ។ នេះមានន័យថាច្រវាក់ខុសគ្នា ហើយនីមួយៗដើរតួជាគំរូសម្រាប់ការសំយោគនៃលំដាប់បន្ថែមថ្មី (រូបភាព 37.4)។ ម៉ូលេគុល DNA ខ្សែពីរដែលជាលទ្ធផល ដែលនីមួយៗមានមេមួយ និងខ្សែបំពេញបន្ថែមដែលបានសំយោគថ្មីមួយ ត្រូវបានចែកចាយរវាងកោសិកាកូនស្រីពីរ (រូបភាព 37.5)។ ដូច្នេះ កោសិកាកូនស្រីនីមួយៗទទួលបានព័ត៌មានដូចគ្នាបេះបិទទៅនឹងកោសិកាមេ។ កោសិកាកូនស្រីទាំងពីរនីមួយៗរក្សាបាននូវខ្សែមួយនៃ DNA មាតាបិតាដើម។
យន្តការពាក់កណ្តាលអភិរក្សនៃការចម្លងនៅក្នុងបាក់តេរី Escherichia coli ត្រូវបានបង្ហាញដោយមិនច្បាស់លាស់នៅក្នុងការពិសោធន៍បុរាណដោយ Meselson និង Stahl ដោយប្រើអ៊ីសូតូបធ្ងន់នៃអាសូតក្នុងការរួមផ្សំជាមួយនឹងលំនឹង centrifugation ។
អង្ករ។ ៣៧.៤. រចនាសម្ព័ន្ធខ្សែទ្វេនៃ DNA ។ ខ្សែនីមួយៗនៃខ្សែទាំងពីរនៃម៉ូលេគុល DNA មេ ត្រូវបានប្រើជាគំរូសម្រាប់ការសំយោគនៃ strands បំពេញបន្ថែមថ្មី។ (ពី J. D. Watson ។ ជីវវិទ្យាម៉ូលេគុលនៃហ្សែនទី 3 បោះពុម្ព។ រក្សាសិទ្ធិ 1976, 1970, 1965 ដោយ W. A. Benjamin, Inc., Menlo Park,
អង្ករ។ ៣៧.៥. ការចែកចាយដែលរំពឹងទុកនៃខ្សែ DNA នៅក្នុងការចម្លងពាក់កណ្តាលអភិរក្ស និងអភិរក្ស។ នៅក្នុងរូបភាព ខ្សែសង្វាក់មេមានពណ៌ខ្មៅ ហើយខ្សែសង្វាក់ថ្មីគឺស្រាល។ (គូរឡើងវិញ និងផលិតឡើងវិញដោយមានការអនុញ្ញាតពី Lehninger A. L. Biochemistry 2nd. ed., Worth, 1975។)
E. coli DNA និង DNA របស់មនុស្សគឺដូចគ្នាបេះបិទនឹងគីមី ទោះបីជាពិតណាស់ លំដាប់នុយក្លេអូទីតរបស់ពួកវាគឺខុសគ្នា ហើយក្រៅពីនេះ កោសិកាមនុស្សមាន DNA ច្រើនជាងបាក់តេរីប្រហែល 1000 ដង។ វាបានប្រែក្លាយថាយន្តការគីមីនៃការចម្លង DNA គឺដូចគ្នានៅក្នុង prokaryotes ដូចជា E. coli និង eukaryotes រួមទាំងមនុស្ស ទោះបីជាការពិតដែលថាអង់ស៊ីមដែលចូលរួមក្នុងដំណើរការទាំងនេះខុសគ្នានៅក្នុងកោសិកា prokaryotic និង eukaryotic ក៏ដោយ។ មានហេតុផលដើម្បីជឿថាទិន្នន័យដែលទទួលបានក្នុងការសិក្សាគីមីវិទ្យានៃអាស៊ីត nucleic នៃសារពាង្គកាយ prokaryotic ក៏អាចអនុវត្តបានចំពោះប្រព័ន្ធ eukaryotic ផងដែរ។ ជាការពិត លទ្ធផលនៃការពិសោធន៍ជាមួយកោសិកាថនិកសត្វដែលស្រដៀងនឹង Meselson និង Stahl ប្រែទៅជាអាចប្រៀបធៀបបានជាមួយនឹងទិន្នន័យដែលទទួលបានមុនលើ E. coli ។
ប្រសិនបើដំណោះស្រាយនៃ DNA របស់មេរោគ ឬបាក់តេរីត្រូវបានកំដៅបន្តិចម្តងៗ នោះម៉ូលេគុលរបស់វាប្រែជានៅសីតុណ្ហភាពជាក់លាក់ (រូបភាព 27-16)។ ការផ្លាស់ប្តូរពី DNA duplex ដើមទៅទម្រង់ untwisted, twisted, randomly, denatured អាចត្រូវបានរកឃើញដោយការកើនឡើងនៃការស្រូបយកពន្លឺ ultraviolet ឬដោយការថយចុះនៃ viscosity នៃដំណោះស្រាយ DNA ។ ប្រភេទ DNA នីមួយៗមានសីតុណ្ហភាព denaturation របស់វា ដែលហៅថា "ចំណុចរលាយ" ។ មាតិកានៃគូ G=C នៅក្នុង DNA កាន់តែខ្ពស់ ចំណុចរលាយនៃ DNA នេះកាន់តែខ្ពស់។ នេះត្រូវបានពន្យល់ដោយការពិតដែលថាគូ GC មានស្ថេរភាពជាងមុន ហើយថាមពលកាន់តែច្រើនត្រូវបានទាមទារសម្រាប់ការផ្តាច់ខ្លួនរបស់ពួកគេ ជាងការបំផ្លាញគូ A=T; នេះគឺដោយសារតែការពិតដែលថាគូ G = C ត្រូវបានតភ្ជាប់ដោយចំណងអ៊ីដ្រូសែនបី ហើយគូ A = T ត្រឹមតែពីរប៉ុណ្ណោះ។
ការកំណត់ដោយប្រុងប្រយ័ត្ននៃចំណុចរលាយនៃការរៀបចំ DNA ក្រោមលក្ខខណ្ឌថេរនៃ pH និងកម្លាំងអ៊ីយ៉ុង ដូច្នេះអាចផ្តល់ព័ត៌មានអំពីសមាមាត្រនៃគូ A=T និង G=C នៅក្នុង DNA ។
ទ្រព្យសម្បត្តិរូបវន្តទីពីរនៃ DNA ដែលកំណត់ដោយសមាមាត្រនៃគូ G=C និង A=T គឺជាដង់ស៊ីតេកើនឡើង។ ការរៀបចំ DNA ដែលមានមាតិកាខ្ពស់នៃ G = C-nap មានដង់ស៊ីតេខ្ពស់ជាង DNA បន្តិចដែលមានមាតិកាខ្ពស់ជាងនៃគូ A = T ។ ការត្រៀម DNA ត្រូវបានផ្ចិតនៅល្បឿនខ្ពស់ក្នុងដំណោះស្រាយប្រមូលផ្តុំនៃ cesium chloride () ដង់ស៊ីតេដែលស្ថិតនៅក្នុងជួរដូចគ្នាទៅនឹងដង់ស៊ីតេនៃ DNA ។
អង្ករ។ ២៧-១៥។ គោលការណ៍នៃការធ្វើតេស្តបង្កាត់។ ការត្រៀមលក្ខណៈពីរនៃ DNA ដាច់ដោយឡែកពីសារពាង្គកាយនៃប្រភេទផ្សេងៗគ្នាត្រូវបានកំដៅ ដូច្នេះពួកវាត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរទាំងស្រុង ហើយខ្សែសង្វាក់របស់វាខុសគ្នា។ នៅពេលដែលការត្រៀមលក្ខណៈទាំងនេះត្រូវបានលាយបញ្ចូលគ្នា និងធ្វើឱ្យត្រជាក់បន្តិចម្តងៗ ខ្សែ DNA ដែលបំពេញបន្ថែមនៃប្រភេទនីមួយៗនឹងរកឃើញគ្នាទៅវិញទៅមក និងបង្កើតជា duplexes ធម្មតា។ ប្រសិនបើមានភាពដូចគ្នាយ៉ាងសំខាន់នៅក្នុងលំដាប់រវាង DNA ពីរ នោះការបង្កើតម៉ូលេគុលកូនកាត់ ដែលជាផ្នែកពីរផ្នែកគឺអាចធ្វើទៅបាន។ កម្រិតនៃភាពដូចគ្នាកាន់តែខ្ពស់ លទ្ធភាពនៃការបង្កើតកូនកាត់កាន់តែច្រើន។ ខ្លឹមសារនៃកូនកាត់នៅក្នុងល្បាយអាចត្រូវបានវាស់តាមវិធីផ្សេងៗ ជាពិសេសដោយ chromatography ឬ density gradient centrifugation។ ជាធម្មតា ដើម្បីសម្រួលដល់ដំណើរការវាស់វែង DNA មួយត្រូវបានដាក់ស្លាកដោយអ៊ីសូតូបវិទ្យុសកម្ម។
អង្ករ។ ២៧-១៦។ ខ្សែកោង Denaturation (រលាយ) នៃការរៀបចំ DNA ពីរ។ សីតុណ្ហភាពដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងចំណុចផ្លាស់ប្តូរកណ្តាលត្រូវបានគេហៅថាចំណុចរលាយ។ ដោយសារតម្លៃអាស្រ័យលើ pH និងកំហាប់អំបិល វាតែងតែចាំបាច់ដើម្បីបញ្ជាក់លក្ខខណ្ឌសម្រាប់ការវាស់វែងរបស់វា។
ក្នុងអំឡុងពេល centrifugation នៅក្នុងបំពង់ centrifuge ជម្រាលដង់ស៊ីតេមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងជាមួយនឹងដង់ស៊ីតេខ្ពស់បំផុតនៅផ្នែកខាងក្រោមនៃបំពង់។ ប្រសិនបើ DNA ត្រូវបានដាក់នៅក្នុងវា នោះដំបូងវានឹងផ្លាស់ទីទៅផ្នែកខាងក្រោមនៃបំពង់សាកល្បង ប៉ុន្តែបន្ទាប់មកវានឹងឈប់នៅក្នុងទីតាំងជាក់លាក់មួយ ហើយនឹងនៅដដែល។ នៅក្នុងទីតាំងនេះ វាមិនអាចឡើង ឬរលត់បានទេ ដោយសារដង់ស៊ីតេនៃដំណោះស្រាយនៅទីនេះគឺស្មើនឹងដង់ស៊ីតេរបស់វា។ ជាមួយនឹងវិធីសាស្រ្តនេះដែលត្រូវបានពិពណ៌នាលម្អិតបន្ថែមទៀតនៅក្នុងជំពូក។ 28, វាអាចបំបែកម៉ូលេគុល DNA ដែលខុសគ្នានៅក្នុងខ្លឹមសារនៃគូ G=C ពីគ្នាទៅវិញទៅមក ព្រោះវាមានដង់ស៊ីតេខុសៗគ្នា។ ដោយផ្អែកលើដង់ស៊ីតេនៃ DNA នេះ យើងអាចគណនាសមាមាត្រនៃគូ G=C និង A=T នៅក្នុងវា។
ការបង្កាត់ DNA
ការបង្កាត់ DNA, ការបង្កាត់អាស៊ីត nucleic- ការតភ្ជាប់ នៅក្នុង vitroអាស៊ីត nucleic ខ្សែតែមួយ បំពេញបន្ថែមទៅក្នុងម៉ូលេគុលមួយ។ ជាមួយនឹងការបំពេញបន្ថែមពេញលេញ ការរួមបញ្ចូលគ្នាមានភាពងាយស្រួល និងឆាប់រហ័ស ហើយក្នុងករណីដែលមិនបំពេញបន្ថែមដោយផ្នែក ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃច្រវាក់ថយចុះ ដែលធ្វើឱ្យវាអាចវាយតម្លៃកម្រិតនៃការបំពេញបន្ថែមបាន។ DNA-DNA និង DNA-RNA hybridization គឺអាចធ្វើទៅបាន។
ពិធីការសាកល្បង
- DNA ខ្សែពីរត្រូវបានកំដៅឡើងនៅក្នុងសតិបណ្ដោះអាសន្នសមស្របមួយ។ ដោយសារការផ្លាស់ប្តូរលក្ខខណ្ឌខាងក្រៅ ចំណងអ៊ីដ្រូសែនរវាងមូលដ្ឋានអាសូតដែលបំពេញបន្ថែមបានក្លាយទៅជាមិនអំណោយផលតាមទែម៉ូឌីណាមិក ហើយច្រវាក់ខុសគ្នា។
- ការរៀបចំ DNA denatured ត្រូវបានលាយជាមួយនឹង DNA denatured ផ្សេងទៀត។
- ការត្រៀមលក្ខណៈត្រូវបានធ្វើឱ្យត្រជាក់បន្តិចម្តងៗ ខណៈពេលដែល DNA ខ្សែតែមួយត្រូវបានភ្ជាប់ទៅគ្នាទៅវិញទៅមក (ចំណងអ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានបង្កើតឡើងរវាងមូលដ្ឋានបំពេញបន្ថែម) ហើយម៉ូលេគុល DNA "កូនកាត់" ត្រូវបានបង្កើតឡើង។
ការវិភាគអំពីអត្រានៃការរលាយនៃ DNA ខ្សែតែមួយ ធ្វើឱ្យវាអាចវាយតម្លៃភាពស្រដៀងគ្នា និងភាពខុសគ្នានៅក្នុងលំដាប់ DNA រវាងប្រភេទសត្វ ឬបុគ្គលនៃប្រភេទដូចគ្នា។
ការគណនាចំណុចរលាយ DNA
រចនាសម្ព័ន្ធបន្ទាប់បន្សំនៃ DNA ដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងជីវវិទ្យា ការវិនិច្ឆ័យហ្សែន និងវិធីសាស្រ្តផ្សេងទៀតនៃជីវវិទ្យាម៉ូលេគុល និងបច្ចេកវិទ្យាណាណូ។ ដូច្នេះ ការកំណត់ច្បាស់លាស់នៃចំណុចរលាយនៃម៉ូលេគុល DNA ឬ RNA ដើរតួនាទីសំខាន់បំផុតក្នុងគ្រប់វិធីសាស្ត្រជីវសាស្ត្រម៉ូលេគុល ដូចជាការជ្រើសរើសគំរូ ឬ oligonucleotides សម្រាប់មីក្រូអារេ ឬការជ្រើសរើសថ្នាំ primers PCR ។ មានរូបមន្តសាមញ្ញមួយចំនួនសម្រាប់គណនាចំណុចរលាយសម្រាប់ oligonucleotides ខ្លី។ ការគណនារដុបនៃចំណុចរលាយ (Tm) នៃ oligonucleotide ខ្លី (<20 нуклеотидов) проводят по прямому подсчету количества нуклеотидов (G+C - сумма всех гуанинов и цитозинов , L - длина олигонуклеотида):
រូបមន្តជាមធ្យមសម្រាប់ការគណនា T m សម្រាប់ oligonucleotide ខ្លី (និងសម្រាប់បំណែក DNA វែង) ដោយគិតគូរពីកំហាប់នៃ K + ions និង DMSO:
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយសមីការទាំងនេះមិនគិតពីការចាប់ផ្តើមចងកំឡុងពេលបង្កាត់ oligonucleotide ទេ កុំគិតពីលក្ខណៈពិសេសនៃលំដាប់ខ្លួនវា និងលក្ខណៈនៃឥទ្ធិពលចុងក្រោយនៃ oligonucleotide duplexes ។ ដូច្នេះ រូបមន្តនេះគឺសមស្របជាងដែលលំដាប់ DNA ជាមធ្យម ហើយប្រវែងនៃ duplexes គឺលើសពី 40 nucleotides។
DNA ទែរម៉ូឌីណាមិក
វិធីសាស្រ្តទូទៅបំផុតដែលប្រើសព្វថ្ងៃនេះដើម្បីគណនាសីតុណ្ហភាពរលាយនៃ DNA ពីរខ្សែ ឬខ្សែតែមួយគឺផ្អែកលើគំរូទែរម៉ូឌីណាមិកពីរជំហាន។ ម៉ូលេគុល DNA បំពេញបន្ថែមពីរ A និង B ត្រូវបានចងភ្ជាប់គ្នាទៅវិញទៅមក ឬមិនមាននៅក្នុងដំណោះស្រាយ ("ស្ថានភាពខ្សែចៃដន្យ")។ ជាធម្មតាវាត្រូវបានសន្មត់ថាទាំងពីរម៉ូលេគុល A និង B គឺបំពេញបន្ថែមទាំងស្រុង ដូច្នេះការបង្កាត់របស់ពួកគេគឺជាក់ស្តែង ហើយកំហុសនៃការបំពេញបន្ថែមមួយឬច្រើននៅក្នុង duplex ត្រូវបានអនុញ្ញាត រួមទាំងគូ G-G, G-T និង G-A (គូដែលវិលវល់)។ ក្នុងករណីមានម៉ូលេគុលតែមួយ វាត្រូវបានគេសន្មត់ថាខ្ចប់វាទៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធរង្វិលជុំ។ ដំណើរការនៃការបង្កាត់ទៅជា duplex ត្រូវបានពិពណ៌នាដោយរូបមន្ត៖
ដែល A និង B គឺជាខ្សែសង្វាក់ផ្សេងគ្នានៅក្នុងដំណោះស្រាយ ("ស្ថានភាពនៃឧបករណ៏ចៃដន្យ") ហើយ AB គឺជាពីរដែលបានបង្កើតឡើង។ ប្រតិកម្មនេះគឺអាចបញ្ច្រាស់បាន។ លំនឹងថេរ k សម្រាប់ប្រតិកម្មនេះត្រូវបានកំណត់ជា៖ .
ថេរលំនឹងអាស្រ័យលើកំហាប់ខ្សែសង្វាក់ សីតុណ្ហភាព កំហាប់អំបិល pH និងសមាសធាតុផ្សេងទៀតនៅក្នុងប្រតិកម្ម (ឧ. glycerol ឬ DMSO)។ ការផ្លាស់ប្តូរ K ថេរក្នុងការឆ្លើយតបទៅនឹងការផ្លាស់ប្តូរនៃការប្រមូលផ្តុំនៃសង្វាក់មួយឬទាំងពីរ (និង / ឬ ) បន្ទាប់មកប្រព័ន្ធទាំងមូលឆ្លើយតបទៅនឹងការផ្លាស់ប្តូរហើយបន្ទាប់មកការប្រមូលផ្តុំបុគ្គលនៃ [A], [B] និងការផ្លាស់ប្តូរផងដែរ។ ឧទាហរណ៍ប្រសិនបើមានខ្សែសង្វាក់ A កាន់តែច្រើននៅក្នុងប្រព័ន្ធនោះការប្រមូលផ្តុំនឹងកើនឡើង។ ឧបមាថាថេរលំនឹងគឺ 1.81x10 6 ហើយកំហាប់នៃច្រវាក់ = = 10 -5 M:
យើងជំនួសសមាសធាតុនៅក្នុងរូបមន្តសម្រាប់ការគណនា k:
បន្ទាប់ពីរៀបចំឡើងវិញយើងទទួលបាន៖
ឧទាហរណ៍ការជំនួសក្នុងរូបមន្តនេះ = 7.91x10 -6 M បន្ទាប់មកការប្រមូលផ្តុំនៃច្រវាក់នឹងមាន [A] = [B] = 2.09x10 -6 M. នោះគឺមានតែ 79% នៃច្រវាក់នឹងត្រូវបានតភ្ជាប់ជាពីរ។
តើអាចកំណត់អថេរលំនឹងជាមួយនឹងការប្រែប្រួលសីតុណ្ហភាពបានទេ? នេះនាំឱ្យយើងយល់អំពីប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃទែរម៉ូឌីណាមិកសំខាន់ៗដូចជាថាមពលឥតគិតថ្លៃ (dG), អេនថលភី (dH) និងអេត្រូភី (dS) ។ ការផ្លាស់ប្តូរថាមពលដោយឥតគិតថ្លៃ enthalpy និង entropy កើតឡើងក្នុងអំឡុងពេលការផ្លាស់ប្តូរពី "hybridization temperature T" ទៅជាស្ថានភាពចៃដន្យ។ សមាមាត្រទាំងនេះត្រូវបានកំណត់ដោយរូបមន្ត dG = dH – TdS , (សម្រាប់ការប្រមូលផ្តុំនៃខ្សែសង្វាក់ [A] = [B] = = 1M) បន្ទាប់មករូបមន្តដ៏ល្អសម្រាប់ការគណនាថាមពលឥតគិតថ្លៃរបស់ Gibbs គឺ៖
ដែល T គឺជាសីតុណ្ហភាពក្នុង kelvins dH° (cal/mol) និង dS° (cal/mol K)។
មានទំនាក់ទំនងដ៏មានសារៈប្រយោជន៍ទាក់ទងនឹងការផ្លាស់ប្តូរថាមពលឥតគិតថ្លៃ Gibbs កំឡុងពេលប្រតិកម្មគីមីទៅនឹងលំនឹងថេររបស់វា៖
ដែល R ជាថេរឧស្ម័នសកល (1.987cal/mol K)។
ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃរូបមន្តទាំងពីរយើងទទួលបាន:
សីតុណ្ហភាពរលាយ (T m) ត្រូវបានកំណត់នៅលំនឹងនៅពេលដែលពាក់កណ្តាលនៃច្រវាក់ត្រូវបានភ្ជាប់ទៅគ្នាទៅវិញទៅមកហើយពាក់កណ្តាលទៀតស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពទំនេរ នោះគឺ k = 1:
ចំណុចរលាយសម្រាប់រង្វិលជុំសាមញ្ញត្រូវបានគណនាជា . សម្រាប់ DNA duplex វាចាំបាច់ក្នុងការគិតគូរពីកំហាប់នៃខ្សែនីមួយៗ (នៅក្នុង moles, M) ។ ដូច្នេះប្រសិនបើ [A] និង [B] គឺជាកំហាប់នៃម៉ូលេគុល A និង B នោះកំហាប់សរុបនៃសង្វាក់ C គឺស្មើនឹងផលបូករបស់វា [A] + [B] ។
វាត្រូវបានសន្មត់ថាកំហាប់នៃសង្វាក់ទាំងពីរគឺដូចគ្នា [A] = [B] = C/2 ។ ក្នុងករណីនេះ,
ដែល f = 4. សម្រាប់ oligonucleotide បំពេញដោយខ្លួនឯង = C ហើយបន្ទាប់មក f = 1. សីតុណ្ហភាពរលាយនេះត្រូវបានកំណត់តែនៅពេលដែលពាក់កណ្តាលនៃម៉ូលេគុលត្រូវបានចងភ្ជាប់គ្នាទៅវិញទៅមក។
សម្រាប់ oligonucleotide បំពេញបន្ថែមដោយខ្លួនឯង k = 1/ ដូច្នេះ៖
សម្រាប់ duplex ដែលមិនបំពេញបន្ថែម នៅពេលដែល ≥ , k = 1/(– /2) Tm ត្រូវបានគណនាដូចខាងក្រោម៖
តើកំហាប់ថ្គាមនៃ strand លេចធ្លោ (ជាទូទៅ PCR primer) និង [Bt] គឺជាកំហាប់ molar នៃ strand កំហាប់ទាប (genomic DNA)។
ការគណនាចំណុចរលាយ
ប៉ារ៉ាម៉ែត្រទែរម៉ូឌីណាមិក dG, dH និង dS ត្រូវបានគណនាដោយផ្អែកលើគំរូអ្នកជិតខាងដែលនៅជិតបំផុត។ ការទស្សន៍ទាយត្រឹមត្រូវនៃរចនាសម្ព័ន្ធបន្ទាប់បន្សំនៃ DNA កំឡុងពេលបង្កាត់ដោយប្រើក្បួនដោះស្រាយការសរសេរកម្មវិធីថាមវន្ត ទាមទារមូលដ្ឋានទិន្នន័យនៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រទែរម៉ូឌីណាមិកដែលអាចធ្វើបានទាំងអស់សម្រាប់គូមូលដ្ឋានដែលបំពេញបន្ថែមនីមួយៗ ក៏ដូចជាសម្រាប់ភាពមិនស៊ីគ្នាទាំងអស់ ចុងឥតគិតថ្លៃ ម្ជុលសក់ និងរង្វិលជុំ។ រូបមន្តទែម៉ូឌីណាមិកសម្រាប់គណនា oligonucleotide ខ្លីគឺផ្អែកលើប៉ារ៉ាម៉ែត្រទែរម៉ូឌីណាមិក - entropy dS និង enthalpy dH សម្រាប់បន្សំនីមួយៗនៃ 10 នៃ nucleotides បួន (តារាង 1) ។ តារាងទី 1 បង្ហាញពីប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៃទែរម៉ូឌីណាមិកសម្រាប់អ្នកជិតខាងដែលនៅជិតបំផុត (NN) សម្រាប់គូនុយក្លេអូទីតនៅកំហាប់ 1M NaCl ។
ដើម្បីគណនា Tm (°С) តម្លៃថាមពលឥតគិតថ្លៃ Gibbs ទាំងអស់សម្រាប់គូនីមួយៗត្រូវបានបូកបញ្ចូលក្នុងការកើនឡើងនៃនុយក្លេអូទីតមួយ៖
dG ទូទៅ = dG ដំបូង + dG ស៊ីមេទ្រី +∑dG + dG នៅចុងបញ្ចប់
dG ទ្រឹស្តី = 1.96 + 0 - 2.17 - 1.44 - 1.44 - 1.00 - 1.45 - 1.30 +0.05
dG ទ្រឹស្តី = -5.35 kcal / mol
តម្លៃ Entropy (dH = -43.5 kcal / mol) និង enthalpy (dS = -122.5) តម្លៃត្រូវបានគណនាស្រដៀងគ្នា៖
DNA duplexes ជាច្រើនមានរចនាសម្ព័ន្ធខ្សែតែមួយដែលប្រកួតប្រជែងគ្នា ហើយវាផ្លាស់ប្តូរលំនឹងនៃប្រព័ន្ធ ហើយជាលទ្ធផល ការថយចុះនៃតម្លៃ T m ពីតម្លៃដែលបានព្យាករណ៍ដោយរូបមន្ត។
រូបមន្តទូទៅសម្រាប់គណនា T m ជាមួយការកែតម្រូវអំបិលក្នុងដំណោះស្រាយគឺ៖
ដែល L ជាប្រវែងនៃ oligonucleotide R ជាថេរឧស្ម័ន (1.987cal/K mol) c គឺជាកំហាប់នៃ oligonucleotide ក្នុង (ជាធម្មតា 2x10 −7 M) គឺជាកំហាប់នៃអ៊ីយ៉ុងប៉ូតាស្យូមនៅក្នុង moles (ជាធម្មតា 5x10 − 2 ម) ។
| លំដាប់នៃគូ (5"-3"/3"-5") |
° kcal / mol |
° cal/(mol K) |
° ៣៧ kcal / mol |
|---|---|---|---|
| AA/TT | -7.6 | -21.3 | -1.00 |
| AT/TA | -7.2 | -20.4 | -0.88 |
| TA/AT | -7.2 | -20.3 | -0.58 |
| CA/GT | -8.5 | -22.7 | -1.45 |
| GT/CA | -8.4 | -22.4 | -1.44 |
| CT/GA | -7.8 | -21.0 | -1.28 |
| GA/CT | -8.2 | -22.2 | -1.30 |
| CG/GC | -10.6 | -27.2 | -2.17 |
| GC/CG | -9.8 | -24.4 | -2.24 |
| GG/CC | -8.0 | -19.9 | -1.84 |
| ការចាប់ផ្តើម | +0.2 | -5.7 | +1.96 |
| ស្ថានីយ A-T គូ | +2.2 | +6.9 | +0.05 |
| ការកែតម្រូវស៊ីមេទ្រី | 0.0 | -1.4 | +0.43 |
កំហុសតែមួយនៅខាងក្នុង duplex
គំរូអ្នកជិតខាងដែលនៅជិតបំផុតសម្រាប់គូ nucleotide បំពេញបន្ថែមអាចត្រូវបានពង្រីកទៅគូដែលរួមបញ្ចូល nucleotides ដែលមិនបំពេញបន្ថែម។ វាត្រូវបានបង្ហាញថាមាននិន្នាការថយចុះនៅក្នុងស្ថេរភាពនៃគូមូលដ្ឋានដែលមិនបំពេញបន្ថែមតាមលំដាប់ចុះ៖
G-C > A-T> G G > G T ≥ G A > T T ≥ A A > T C ≥ A C ≥ C C
Guanidine G គឺជាមូលដ្ឋាន "ងាយ" បំផុតព្រោះវាបង្កើតជាគូមូលដ្ឋានរឹងមាំជាមួយនឹងមូលដ្ឋានដែលមិនបំពេញបន្ថែម (G·G, G·T និង G·A) ។ ម្យ៉ាងវិញទៀត cytosine C គឺជាមូលដ្ឋាននៃការរើសអើងបំផុតព្រោះវាបង្កើតជាគូបំពេញបន្ថែមដែលមានស្ថេរភាពបំផុត និងជាគូមិនស្ថិតស្ថេរជាមួយនឹងមូលដ្ឋានមិនបំពេញបន្ថែម (T·C ≥ A·C ≥ C·C) , ។
តំណភ្ជាប់
សូមមើលផងដែរ
- PrimerDigital៖ ឧបករណ៍អនឡាញសម្រាប់ការវិភាគ PCR និង oligonucleotide
