ВЛИЯНИЕ ЭТАНОЛА НА ПЕРЕХОД ДНК В КОМПАКТНОЕ СОСТОЯНИЕ В РАСТВОРЕ ПРИ СВЯЗЫВАНИИ С ИОНАМИ Сa(2+)

Хакл Е. В., Благой Ю. П.
Физико-технический институт низких температур им. Б.И.Веркина НАН Украины, 310164 Харьков, Украина
В настоящей работе мы исследовали взаимодействие ДНК с ионами Cа2+ в водных растворах, содержащих малые (до 30 об. %) добавки этанола, методом ИК-спектроскопии. Показано, что в водно-этанольных растворах ионы Cа2+ также индуцируют компактизацию ДНК. Зависимость концентрации ионов Cа2+, необходимой для индуцирования компактизации ДНК, от объемной концентрации этанола носит немонотонный характер: в водно-этанольных растворах с объемной концентрацией этанола до 10 об.% для перевода ДНК в компактное состояние необходима более высокая концентрация ионов Сa2+, чем в водном растворе. При увеличении объемной доли этанола до 15-30 об.% концентрация ионов Сa2+, необходимая для индуцирования компактизации ДНК в смешанном растворе, понижается. В работе рассматриваются различные причины немонотонного характера зависимости необходимой для компактизации ДНК концентрации ионов Ca2+ от содержания этанола в растворе (стабилизация макромолекулы в водно-этанольных растворах с концентрацией этанола до 10 об.%, увеличение констант связывания противоионов (Na+ и Ca2+), увеличение доли скомпенсированного заряда на ДНК за счет дополнительной конденсации противоионов при понижении symbol 101 \f "Symbol" \s 10e раствора, а также частичная дестабилизация структуры ДНК в растворе, содержащем symbol 126 \f "Symbol" \s 10~ 20-30 об.% этанола). Полученные результаты рассматриваются в рамках теорий Мэннинга и равновесного связывания. Показано, что теория равновесного связывания лучше описывает полученные результаты. В рамках этой теории рассчитаны константы связывания ионов Са2+ с ДНК и параметры кооперативности компактизации макромолекулы. Предложена модель компактизации ДНК под влиянием двухвалентных ионов металлов в растворе с высокой концентрацией ДНК, учитывающая как внутри-, так и межмолекулярную компактизацию.