Domacastran.html
FIZIKA DNABIO.htmlshapeimage_2_link_0
 
 

Dodatki


 

 

Nekaj osnovnih materialov o fiziki DNA oz. DNK (obe obliki sta v slovenščini pravilni), najpomembnejši molekuli v Naravi. Najprej znamenit difraktogram 51, ki sta ga posnela s sipanjem rentgenskih žarkov leta 1952  Rosalind Franklin in Raymond Gosling. Levo je prikazan original, desno pa moj difraktogram, posnet leta 1994 na makroskopsko urejenem vzorcu DNA, ki ga je pripravil Prof. Alan Rupprecht iz Univerze v Stockholmu.

Glavne karakteristike difraktograma so (po A. Lucasu, 2004): Andrejev križ,  diamantni vzorec, Polanyijevi sloji in odsotnost sloja četrtega reda. Od tod lahko ob poznavanju teorije sipanja EM valovanja na vijačnih velemolekulah izpeljemo dvojno vijačnico Watsona in Cricka iz leta 1953 (glej spodaj). Več o tem si lahko preberete v mojem predavanju: Hieroglif DNA, žarki X in skrivnost življenja.


V zgoščeni ratopini DNA tvori vrsto urejenih mezofaz. Izraz mezofaza pomeni
termodinamsko fazo, ki je nekje med kristalom in tekočino. Pravimo tudi, da gre za tekočekristalni red v raztopini DNA. Parametri, ki opisujejo red takšne vrste, so odvisni od gostote DNA v raztopini, pa tudi od narave raztopine same: torej od vrste koiona in protiiona in pa od koncentracije soli oz. njene ionske moči. Zgoščeno ratopino DNA lahko dobimo na več nacinov: recimo tako, da raztopini dodamo hidrofilni polimer polietilen-glikol (PEG), ki precipitira DNA v eno od tekočekristalnih faz. Drugi način je, da v raztopino DNA dodamo zadosti veliko koncentracijo polivalentnih kationov, kot recimo kobaltov hexamin ali pa poliamine kot so spermin in spermidin.


Vrste mezofaz, ki so bile opažene v raztoini DNA pri ustreznih pogojih so: kolesterična tekočekristalna mezofaza, dvodimenzionalna kolumnarna tekočekristalna mezofaza, dvodimenzionalna nitasta heksatična mezofaza, dvodimenzionalna heksagonalna mezofaza, trodimenzionalni heksagonalni kristal in pa trodimenzionalni ortorombični kristal. Vse te faze opišemo z zapletenimi ureditvenimi parametri, ki merijo stopnjo in naravo reda dolgega dosega. Posebno detajlne študije tekočekristalnih mezofaz DNA je opravila skupina F. Livolant na Universite Paris Sud.


Za moja predavanja o fiziki DNA je navoljo skripta, ki je na temle naslovu. Skripte ni dovoljeno kopirati in razmnoževati brez predhodnega dogovora z avtorjem, torej z mano.