ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УФ- И ГАММА-ОБЛУЧЕНИЯ НА КОНФОРМАЦИЮ МОЛЕКУЛЫ ДНК В РАСТВОРЕ ПРИ РАЗНЫХ ИОННЫХ УСЛОВИЯХ
Пастон С. В., Румянцева И. М., Зырянова И. М.
Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, 198904 Петродворец; НИИ Физики
Методами вискозиметрии
и двойного лучепреломления в потоке (ДЛП) исследовали необлученные
и УФ-облученные (l=254 нм) дозой 0,16 Дж/см
2 растворы
ДНК в широкой области ионных сил (5Ч10
-4 Јm Ј 0,1). Показано,
что УФ-облучение вызывает падение характеристической вязкости
([h]) ДНК. При 3Ч10-3 Јm Ј 0,1 величина [h] ДНК сохраняет постоянное
значение, в отличие от необлученных растворов, в которых наблюдается
значительное полиэлектролитное набухание ДНК с уменьшением ионной
силы раствора. При малых m можно видеть некоторое нелинейное увеличение
[h] ДНК с уменьшением ионной силы для УФ-облученных растворов.
Возможно, как и в случае необлученной ДНК, эту нелинейность можно
объяснить изменением вклада ближних электростатических взаимодействий
в величину удельного объема ДНК. Результаты, полученные методом
ДЛП, свидетельствуют о постоянстве оптической анизотропии ДНК
в области умеренных ионных сил. При предположении о неизменности
разности поляризуемостей пары нуклеотидов ДНК можно сделать вывод
о постоянстве термодинамической жесткости УФ-облученной ДНК в
области умеренных ионных сил. Эта величина в облученных растворах
совпадает со значением, полученным для необлученной ДНК. При малых
m эта величина несколько увеличивается. Исследования спектров
УФ поглощения и КД облученной ДНК указывают на отсутствие изменений
во вторичной структуре макромолекулы. Возможно, уменьшение удельного
объема молекулы ДНК в области умеренных ионных сил под действием
УФ-облучения происходит вследствие уменьшения дальних электростатических
взаимодействий, ближние же взаимодействия не изменяются. Полученные
зависимости характеристической вязкости и оптической анизотропии
УФ-облученной ДНК от качественно совпадают
с аналогичными данными, полученными ранее для g-облученных дозами
10-20 Гр систем. Предлагается возможное объяснение полученных
данных с помощью гипотезы об изменении плотности заряда на молекуле
ДНК под действием малых доз УФ- и g-облучения. В работе изучали
также g-облученные дозой 10 Гр растворы ДНК в широкой области
значений рН с целью выяснения роли протонов в конформационных
изменениях облученной макромолекулы. В интервале щелочных рН наблюдается
максимум зависимостей [h] и оптической анизотропии g-облученной
ДНК от рН раствора при тех же значениях рН, что и в случае необлученной
ДНК. Рассчеты показывают, что основную роль в увеличении удельного
объема макромолекулы играет увеличение равновесной жесткости ДНК,
которое может быть объяснено депротонированием азотистых оснований.
В кислой области протонирование g-облученной макромолекулы происходит
при больших значениях рН, чем для необлученной ДНК. В работе рассматриваются
возможные причины наблюдаемых конформационных изменений ДНК.