【摘要】：DNA凝聚及電荷逆轉(zhuǎn)在生命科學(xué)、高分子物理、醫(yī)學(xué)應(yīng)用等領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。在溶液中,DNA的凝聚依賴于溶液中抗衡離子的化合價(jià),要引起DNA凝聚通常需要化合價(jià)大于等于三的陽離子。然而,細(xì)胞中最常見的小型抗衡離子,如Na~+,K~+,Ca~(2+)和Mg~(2+)等小于三的金屬陽離子,它們?cè)谝话闱闆r下不能使DNA凝聚。我們發(fā)現(xiàn)通過改變?nèi)芤旱膒H值,能夠使二價(jià)金屬陽離子導(dǎo)致DNA發(fā)生凝聚。我們通過單分子磁鑷(MT)實(shí)驗(yàn),明確地證明了通過改變?nèi)芤旱膒H值,可以使Mg~(2+)和Ca~(2+)引起DNA凝聚。當(dāng)溶液的pH值處于5-8時(shí),二價(jià)離子作用后的DNA處于自由舒展?fàn)顟B(tài)。當(dāng)溶液的pH值約為4時(shí),DNA處于不穩(wěn)定的過渡狀態(tài),也就是自由舒展到凝聚態(tài)的過渡。當(dāng)溶液的pH值約為3時(shí),DNA處于穩(wěn)定的凝聚狀態(tài),而此凝聚過程是可逆的,可通過對(duì)溶液pH值的調(diào)控來完成。同時(shí)我們還發(fā)現(xiàn),在低pH下,隨著二價(jià)離子濃度的增加,DNA的凝聚力(Fc)先增加后減小,發(fā)生解凝聚。我們通過原子力顯微鏡(AFM)也證實(shí)了DNA的凝聚形態(tài)與pH值的依賴關(guān)系。再者我們通過動(dòng)態(tài)光散射實(shí)驗(yàn)(DLS),發(fā)現(xiàn)二價(jià)抗衡離子引起DNA臨界凝聚時(shí)的DNA的電泳遷移率約-1.0×10~-44 cm~2 V~(-1)s~(-1),這對(duì)應(yīng)于約中和DNA的89%的電荷。比曼寧理論二價(jià)抗衡離子約中和DNA的88%的電荷多了大約1%,這對(duì)于在低pH溶液中通過二價(jià)抗衡離子導(dǎo)致DNA凝聚也是有效的。最后我們用Langevin動(dòng)力學(xué)的粗�；Ｐ湍MpH值對(duì)DNA凝聚的影響,發(fā)現(xiàn)模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。
【學(xué)位授予單位】：溫州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O552.6;R312
【圖文】：

隨著技術(shù)的越來越成熟，AFM不但可以直接分析DNA、蛋白質(zhì)等生物學(xué)形態(tài)、以及測(cè)量生物大分子之間的力譜，而且分辨率很高。因此，AFM是分析工具之一。通過圖像的觀測(cè)和三維視圖的分析來辨別實(shí)驗(yàn)中所需要的數(shù)據(jù)。如下圖3-1是我們實(shí)驗(yàn)小組所用的AFM的工作原理圖，從圖中我們可以明確的觀察到，彈性氮化硅微懸臂的一端固定在儀器上，另一端安裝了不同頻率的氮化硅探針，我們對(duì)壓電陶瓷裝置進(jìn)行操作（輕敲模式），便可使氮化硅探針在被測(cè)樣品表面上進(jìn)行輕敲模式的掃描，當(dāng)?shù)栳樇夥浅＝咏鼧悠繁砻鏁r(shí)，針尖與被測(cè)樣品之間會(huì)產(chǎn)生微弱的原子間的相互作用力，使微懸臂發(fā)生細(xì)小的形變，從而達(dá)到掃描被測(cè)樣品的目的。圖3-1原子力顯微鏡工作原理圖Figure3-1ThefundamentaldiagramofAtomicForceMicroscopy

牛血清白蛋白（BSA），pH8.0。然后將DNA-珠子構(gòu)建體沖入槽中，形成側(cè)壁-DNA-順磁珠結(jié)構(gòu)，如圖3-2所示.DNA的延伸大約是珠子和側(cè)壁表面之間的距離。施加在水平面上DNA上的力側(cè)面的永磁體控制。它是根據(jù)磁球在垂直于DNA延伸方向上的布朗運(yùn)動(dòng)計(jì)算的[29]。簡(jiǎn)而言之，當(dāng)延伸大于DNA輪廓長(zhǎng)度的一半時(shí)，所施加的力由2/BF k T L x確定，其中kB是玻爾茲曼濃度，T是溫度， L 是單個(gè)分子的平均長(zhǎng)度，2 x是珠子在垂直于所施加的力的方向上的位移。使用攝像機(jī)錄制平面中的結(jié)構(gòu)圖像，并用它實(shí)時(shí)記錄磁球的位置。通過基于傅里葉變換的相關(guān)技術(shù)的跟蹤算法確定擴(kuò)展并分析[27]。在實(shí)驗(yàn)過程中

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本文編號(hào)：2741558