Гиперхромность

Гиперхромность — это увеличение оптической плотности ( оптической плотности ) материала. Самый известный пример — гиперхромность ДНК , возникающая при денатурации дуплекса ДНК. ^{[ 1 ]} Поглощение УФ-излучения увеличивается, когда две одиночные цепи ДНК разделяются либо под действием тепла, либо путем добавления денатуранта, либо за счет повышения уровня pH . Напротив, уменьшение оптической плотности называется гипохромностью .

Гиперхромность при денатурации ДНК

Тепловая денатурация ДНК, также называемая плавлением , приводит к раскручиванию структуры двойной спирали с образованием одноцепочечной ДНК. Когда ДНК в растворе нагревается выше температуры плавления (обычно более 80 ° C), двухцепочечная ДНК раскручивается с образованием одноцепочечной ДНК. Основания становятся незакрепленными и, таким образом, могут поглощать больше света. В своем естественном состоянии основания ДНК поглощают свет в диапазоне длин волн 260 нм. Когда основания становятся неуложенными, длина волны максимального поглощения не меняется, но количество поглощенного вещества увеличивается на 37%. Двухцепочечная цепь ДНК, диссоциирующая на две одиночные цепи, приводит к резкому кооперативному переходу.

Гиперхромность можно использовать для отслеживания состояния ДНК при изменении температуры. Температура перехода/плавления (T _m ) представляет собой температуру, при которой поглощение УФ-света составляет 50% между максимальным и минимальным, т.е. при которой 50% ДНК денатурировано. Десятикратное увеличение концентрации одновалентных катионов повышает температуру на 16,6 °С.

Гиперхромный эффект заключается в резком увеличении поглощения ДНК при денатурации. Две цепи ДНК связаны друг с другом в основном за счет стекинговых взаимодействий, водородных связей и гидрофобного эффекта между комплементарными основаниями. Водородная связь ограничивает резонанс ароматического кольца, поэтому также ограничивается поглощение образца. Когда двойная спираль ДНК обрабатывается денатурирующими агентами, сила взаимодействия, удерживающая двойную спиральную структуру, разрушается. Затем двойная спираль разделяется на две одиночные нити, которые находятся в беспорядочной спиральной конформации. В это время взаимодействие оснований будет уменьшено, что увеличит УФ- поглощение раствора ДНК, поскольку многие основания находятся в свободной форме и не образуют водородных связей с комплементарными основаниями. В результате оптическая плотность одноцепочечной ДНК будет на 37% выше, чем оптическая плотность двухцепочечной ДНК при той же концентрации.

См. также

Ссылки

^ Акерман, Меган М.; Риккарди, Кристофер; Вайс, Дэвид; Чант, Алан; Кремер-Чант, Кристина М. (2016). «Анализ гиперхромности, индуцированной экзонуклеазой, с помощью УФ-спектроскопии: лабораторный биохимический эксперимент для студентов». Журнал химического образования . 93 (12): 2089–2095. Бибкод : 2016JChEd..93.2089A . doi : 10.1021/acs.jchemed.6b00095 .

Лаборатория Росса Хардисона , Статья
Структуры нуклеиновых кислот
Кэмпбелл, Мэри К. и Фаррелл, Шон О. (2006). Биохимия . Томсон Брукс/Коул.

Эта по биологии статья незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

Эта спектроскопии статья, посвященная , незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

[1] Акерман, Меган М.; Риккарди, Кристофер; Вайс, Дэвид; Чант, Алан; Кремер-Чант, Кристина М. (2016). «Анализ гиперхромности, индуцированной экзонуклеазой, с помощью УФ-спектроскопии: лабораторный биохимический эксперимент для студентов». Журнал химического образования . 93 (12): 2089–2095. Бибкод : 2016JChEd..93.2089A . doi : 10.1021/acs.jchemed.6b00095 .

[ 1 ]