Динамічне впорядкування іонів металів навколо подвійної спіралі ДНК (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 2 жовтня 2013 р.)

Досліджено систему подвійної спіралі ДНК з іонами металів, що нейтралізують негативно заряджені фосфатні групи остова макромолекули. Показано, що іони металів можуть формувати динамічну впорядковану структуру вздовж остова ДНК, подібну до ґратки іонного кристала (іон-фосфатну ґратку). Знайдено спец...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Опубліковано в: :	Вісник НАН України
Дата:	2014
Автор:	Перепелиця, С.М.
Формат:	Стаття
Мова:	Українська
Опубліковано:	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2014
Теми:	Молоді вчені
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/68749
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Динамічне впорядкування іонів металів навколо подвійної спіралі ДНК (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 2 жовтня 2013 р.) / С.М. Перепелиця // Вісн. НАН України. — 2014. — № 1. — С. 89-95. — Бібліогр.: 24 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1859732373087715328
author	Перепелиця, С.М.
author_facet	Перепелиця, С.М.
citation_txt	Динамічне впорядкування іонів металів навколо подвійної спіралі ДНК (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 2 жовтня 2013 р.) / С.М. Перепелиця // Вісн. НАН України. — 2014. — № 1. — С. 89-95. — Бібліогр.: 24 назв. — укр.
collection	DSpace DC
container_title	Вісник НАН України
description	Досліджено систему подвійної спіралі ДНК з іонами металів, що нейтралізують негативно заряджені фосфатні групи остова макромолекули. Показано, що іони металів можуть формувати динамічну впорядковану структуру вздовж остова ДНК, подібну до ґратки іонного кристала (іон-фосфатну ґратку). Знайдено специфічні моди коливань іон-фосфатної ґратки і показано, що вони знаходяться в низькочастотному діапазоні коливального спектра ДНК (<200 см⁻¹). У рамках підходу динамічного впорядкування іонів навколо ДНК пояснено роль іонів солі у формуванні фрактальних структур, що спостерігаються на поверхні після висушування водних розчинів ДНК з солями хлоридів лужних металів. Исследована система двойной спирали ДНК с ионами металлов, которые нейтрализуют отрицательно заряженные фосфатные группы остова макромолекулы. Показано, что ионы металлов могут формировать динамическую упорядоченную структуру вдоль остова ДНК, наподобие решетки ионного кристалла (ион-фосфатную решетку). Найдены специфические моды колебаний ион-фосфатной решетки и показано, что они находятся в низкочастотном диапазоне колебательного спектра ДНК (<200 см⁻¹). В рамках подхода динамического упорядочения ионов вокруг ДНК объяснена роль ионов соли в формировании фрактальных структур, наблюдаемых на поверхности после высушивания водных растворов ДНК с солями хлоридов щелочных металлов. DNA double helix with the ions of metals that neutralize the negatively charged phosphate groups of the macromolecule backbone has been studied. The results have been shown that metal ions may form a dynamical ordered structure along DNA, resembling to the lattice of ionic crystal (ion-phosphate lattice). The specific vibrational modes of DNA ionphosphate lattice have been found and their frequencies have been shown to be in the low-frequency spectra range (< 200 cm⁻¹). The role of salts of alkali metal chlorides in the formation of fractal structures, observed on a surface after evaporation of aqueous solutions of DNA, has been explained within the framework of developed approach of dynamical ordering of ions around DNA.
first_indexed	2025-12-01T14:10:38Z
format	Article
fulltext	ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2014, № 1 89 ПЕРЕПЕЛИЦЯ Сергій Миколайович — кандидат фізико-математичних наук, учений секретар Інституту теоретичної фізики ім. М.М. Боголюбова НАН України ДИНАМІЧНЕ ВПОРЯДКУВАННЯ ІОНІВ МЕТАЛІВ НАВКОЛО ПОДВІЙНОЇ СПІРАЛІ ДНК За матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 2 жовтня 2013 року Досліджено систему подвійної спіралі ДНК з іонами металів, що нейтралі- зують негативно заряджені фосфатні групи остова макромолекули. По- казано, що іони металів можуть формувати динамічну впорядковану структуру вздовж остова ДНК, подібну до ґратки іонного кристала (іон- фосфатну ґратку). Знайдено специфічні моди коливань іон-фосфатної ґратки і показано, що вони знаходяться в низькочастотному діапазоні ко- ливального спектра ДНК (<200 см-1). У рамках підходу динамічного впо- рядкування іонів навколо ДНК пояснено роль іонів солі у формуванні фрак- тальних структур, що спостерігаються на поверхні після висушування водних розчинів ДНК з солями хлоридів лужних металів. Ключові слова: ДНК, протиіони, ґратка, конформаційні коливання, низь- кочастотний спектр, текстура. Як відомо, молекула ДНК є носієм генетичної інформації, що кодується за допомогою послідовності структурних елемен- тів — азотистих основ. Азотисті основи бувають чотирьох ти- пів: аденін (А), тимін (Т), гуанін (G) і цитозин (С). У молеку- лі ДНК азотисті основи сполучаються між собою водневими зв’язками згідно з правилом комплементарності: аденін завжди з’єднується з тиміном (А—Т), а гуанін — з цитозином (G—C). Всередині макромолекули розміщені пари азотистих основ, а зовні — цукро-фосфатний остов, що складається з фосфатних груп (PO4) і молекул дезоксирибози (цукрів). Азотисті основ разом із цукрами та фосфатними групами складають нуклеоти- ди, з яких формується подвійна спіраль ДНК (рис. 1). У 1953 р. біолог Джеймс Уотсон і фізик Френсіс Крік запропонували мо- дель двоспіральної структури молекули ДНК, ґрунтуючись на блискучих експериментальних дослідженнях Моріса Уілкінса і Розалінди Франклін [1—3]. Відкриття подвійної спіралі ДНК МОЛОДІ МОЛОДІ ВЧЕНІВЧЕНІ УДК 539.199 90 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2014, № 1 МОЛОДІ ВЧЕНІ динамічна впорядкована структура з протиіо- нів і фосфатних груп (рис. 3), яка в наших ро- ботах [4—9] розглядається як динамічна ґратка іонного типу (іон-фосфатна ґратка). За своїми властивостями така ґратка має бути подібною до ґратки іонних кристалів, наприклад NaCl. Як відомо, однією з типових властивостей іон- них кристалів є коливання зарядів відносно положення рівноваги у вузлах кристалічної ґратки. Такі коливання виявляються в коли- вальних спектрах у низькочастотному діапазо- ні < 200 см-1 [10]. Слід очікувати, що динаміка іон-фосфатної ґратки також характеризува- тиметься специфічними коливаннями проти- іонів відносно фосфатних груп остова ДНК (іон-фосфатними коливаннями). Визначення іон-фосфатних коливань у спектрі ДНК є важ- ливим для розуміння взаємозв’язку між струк- турною організацією протиіонів і стабільністю подвійної спіралі в умовах живого організму. Іон-фосфатні коливання мають знаходити- ся в низькочастотному діапазоні спектра, так само, як і внутрішньомолекулярні коливання ДНК [11—17]. Низькочастотні коливання ДНК характеризуються зміщеннями цілих атомних груп подвійної спіралі, таких як нуклеотиди, фосфатні групи тощо. Коливання такого типу називають конформаційними [11—13]. Най- нижчою модою конформаційних коливань ДНК є мода 20 см-1, яка пов’язана зі зміщеннями азотистих основ разом із цукрами відносно остова макромолекули в площині, ортогональ- ній до осі повідної спіралі. У діапазоні від 60 до 120 см-1 знаходяться коливальні моди, що ха- рактеризують рухи структурних елементів ДНК, пов’язані з розтягненням водневих зв’яз- ків у парах азотистих основ та деформацією цукрів. Інтерпретацію низькочастотного коли- вального спектра ДНК було надано в рамках теорії конформаційних коливань Волкова— Косевича [11—13], яку далі було взято за основу для визначення іон-фосфатних коливань ДНК. Ґрунтуючись на теорії конформаційних ко- ливань Волкова—Косевича і теорії іонних кри- сталів, побудовано модель динаміки іон-фос- фат ної ґратки [4, 5]. У рамках моделі молекулу ДНК представлено у вигляді ланцюжка моно- Рис. 1. Подвійна спіраль ДНК у 1963 р. було удостоєне Но- белівської премії з фізіології й медицини та ознаменувало по- чаток нової епохи в науці. У природних умовах фос- фатні групи несуть на собі електростатичний заряд, який дорівнює приблизно заряду електрона (-е). У зв’язку з тим, що відстань між фосфатними групами в ДНК мала (близько 1 нм), за зако- ном Кулона вони відштовхуються зі значною силою. Енергія електростатичного відштов- хування для такої системи вдвічі перевищує енергію водневих зв’язків, тому для стабіліза- ції подвійної спіралі ДНК необхідно, щоб фос- фатні групи були нейтралізовані. У природі фосфатні групи нейтралізуються позитивно зарядженими іонами, які називають проти- іонами. Як правило, роль протиіонів відіграють іони металів, що завжди містяться в клітині в достатній кількості, наприклад натрій, калій та ін. (рис. 2). Нейтралізація зарядів фосфатних груп остова макромолекули ДНК іонами мета- лів була одним із ключових положень у моделі подвійної спіралі Уотсона і Кріка, яке повністю підтвердилося подальшими експериментами. У природних умовах протиіони разом з мо- лекулами води формують іон-гідратну обо- лонку, всередині якої вони перебувають у стані динамічної рівноваги і можуть приєднуватися і відщеплюватися від фосфатних груп ДНК. У зв’язку з тим, що фосфатні групи періодично повторюються вздовж гомогенного остова ма- кромолекули, протиіони, відтворюючи струк- туру подвійної спіралі, розташовуються регу- лярно навколо ДНК. Таким чином формується ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2014, № 1 91 МОЛОДІ ВЧЕНІ Рис. 2. Структурні елементи ДНК з протиіонами мерних ланок. У мономерній ланці азотисті основи та цукри ДНК моделюються як фізичні маятники, сполучені між собою водневими зв’язками. Фізичні маятники можуть здійсню- вати коливання відносно остова ДНК у пло- щині, ортогональній до осі подвійної спіралі (рис. 4). Довжини фізичних маятників можуть змінюватися внаслідок конформаційної гнуч- кості кільця дезоксирибози. Протиіони приєд- нуються до фосфатних груп у вигляді окремих зарядів. Положення протиіонів відносно фос- фатних груп може бути різним залежно від конформації ДНК та типу іона, тому для різ- них випадків розташування протиіонів було побудовано різні модифікації моделі динаміки іон-фосфатної ґратки [6—9]. Результати розрахунків частот коливань мо- лекули ДНК з різними іонами лужних металів (Na+, K+, Rb+ та Cs+) показали, що мода іон- фосфатних коливань знаходиться в діапазоні від 90 до 180 см-1 і зменшується зі збільшенням маси іона (рис. 5). Порівняння одержаних ре- зультатів з експериментальними даними [14— 17] показало, що в коливальних спектрах ДНК з іонами лужних металів наявна мода, яка має Рис. 3. Іон-фосфатна ґратка ДНК Рис. 4. Модель динаміки іон-фосфатної ґратки ДНК: а — подвійний ланцюжок мас нуклеозидів, фосфатних груп та протиіонів; б — зміщення структурних елемен- тів мономерної ланки в площині, ортогональній до осі подвійної спіралі; l — зведена довжина нуклеозиду; θ0 — рівноважний кут 92 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2014, № 1 МОЛОДІ ВЧЕНІ таку саму залежність частоти від маси іона. Слід зазначити, що подібна залежність частот іонних коливань спостерігається і для іонних кристалів галогенідів лужних металів [10]. Це свідчить про те, що структура, яка утворюється з протиіонів і фосфатних груп, має властивості іонної ґратки, що підтверджує нашу ідею про існування іон-фосфатної ґратки ДНК. Аналіз рухів структурних елементів ДНК показав [5], що іони легких металів, такі як Na+ або K+, не збурюють внутрішню динаміку по- двійної спіралі і виконують роль нейтралізую- чих зарядів. Водночас іони важких металів, такі як Cs+, змушують рухатися структурні елемен- ти всередині макромолекули (рис. 6). Вплив іонів важких металів на внутрішню динаміку молекули ДНК може зумовлювати негативну біологічну дію цих іонів на організм загалом. Експериментальні дослідження низькочас- тотних спектрів комбінаційного розсіюван- ня водних розчинів молекули ДНК з іонами натрію та цезію показали, що заміна проти- іонів призводить не лише до зміщення частот іон-фосфатних коливань, а й до зміни форми спектра в цілому [18, 19]. У випадку Na-ДНК низькочастотний спектр складається з коли- вальних мод ДНК у діапазоні від 60 до 120 см-1 та широкої смуги з центром біля 180 см-1, що характеризує трансляційні коливання моле- кул води. Для Cs-ДНК на місці коливань ДНК виникає одна інтенсивна смуга (рис. 7). Щоб пояснити спостережувані зміни форми спектра під дією іонів металів, було розвинуто підхід для розрахунку інтенсивностей комбі- наційного розсіювання мод конформаційних коливань ДНК [20, 21]. Результати показа- ли, що у випадку іонів Na+ інтенсивність іон- фосфатних коливань мала, і тому її не можна виділити зі смуги коливань молекул води. Водночас, для іонів Cs+ мода іон-фосфатних коливань має значну інтенсивність і за часто- тою близька до внутрішніх мод ДНК. Тому в результаті утворюється одна інтенсивна сму- га (рис. 7). Отже, розрахункові спектри ДНК узгоджуються з експериментальними даними і підтверджують існування моди іон-фосфатних коливань у водному розчині Cs-ДНК. Рис. 6. Схема рухів структурних елементів Na- та Cs- ДНК у випадку моди іон-фосфатних коливань. Вели- чини амплітуд зміщень вказано в пікометрах Рис. 7. Низькочастотні спектри комбінаційного роз- сіювання водних розчинів Cs-ДНК: а — експеримент [18, 19], б — теорія [20, 21] Рис. 5. Залежність частот іон-фосфатних коливань ДНК від типу протиіона: ■ — розрахункові значення; ● — експериментальні дані [14—17] ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2014, № 1 93 МОЛОДІ ВЧЕНІ Ідею іон-фосфатної ґратки ДНК було засто- совано для пояснення впливу солей лужних металів на формування молекулярних комп- лексів ДНК і солі [22]. У процесі висушування водного розчину ДНК з сіллю відбувається по- ступове зменшення об’єму, що призводить до збільшення концентрацій як молекули ДНК, так і солі (рис. 8). У певний момент об’єм роз- чину зменшується настільки, що концентра- ція солі досягає межі розчинності, а іони по- чинають конденсуватися на ДНК, утворюючи ДНК-сольові комплекси. Після повного вису- шування такі комплекси осідають на поверхні, формуючи фрактальні структури (текстури). Приклад такої текстури наведено на рис. 9. До- слідження текстур ДНК, що утворюються на поверхні після висушування водного розчину, має велике прикладне значення для розро- блення нових діагностичних тестів у медицині та біології [23]. Експериментальні дані показують, що по- ява текстур і їхня форма залежать від типу солі та її початкової концентрації в розчині [24]. Так, для солей NaCl, KCl та RbCl текстури спостерігаються за вихідної концентрації солі 10 ммоль/л, тоді як для солі CsCl — за значно вищої концентрації — 30 ммоль/л. У разі вико- ристання солі LiCl текстури не спостерігають- ся взагалі. Для пояснення впливу солі на формуван- ня текстур ДНК було проведено розрахун- ки електростатичної енергії системи ДНК з іонами солі [22]. У результаті показано, що молекула ДНК є центром кристалізації для іонів солі, що спричинює формування ДНК- сольових комплексів. Здатність солі кристалі- зуватися на ДНК прямо залежить від ступеня розчинності цієї солі, що пояснює залежність утворення текстур від концентрації солі у ви- хідному розчині. Відсутність текстур у випад- ку солі LiCl пов’язана з її надзвичайно висо- кою розчинністю. Отже, в роботі показано, що іони металів, взаємодіючи з фосфатними групами остова ДНК, формують навколо подвійної спіралі ди- намічну впорядковану структуру, подібну до ґратки іонного кристала (іон-фосфатну ґратку). Коливання зарядів іон-фосфатної ґратки спо- стерігаються в низькочастотному діапазоні спектра (<200 см-1) і залежать від типу проти- іонів. Упорядкування протиіонів навколо по- двійної спіралі ДНК у вигляді динамічної іон- фосфатної ґратки в концентрованих сольових розчинах приводить до формування ДНК- сольових комплексів, які після висушування розчину утворюють на поверхні текстури. Одержані результати є важливими як для розу- міння ролі іонів металів у стабілізації подвійної спіралі ДНК, так і для розроблення медико- біо логічних тестових систем на основі ДНК. Рис. 9. Текстури у плівці ДНК з сіллю CsCl [22] Рис. 8. Формування текстур у плівці ДНК 94 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2014, № 1 МОЛОДІ ВЧЕНІ СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 1. Watson J.D., Crick F.H.C. A structure of deoxyribose nucleic acid // Nature. — 1953. — V. 171. — P. 737—738. 2. Wilkins M.H.F., Stokes A.R., Wilson H.R. Molecular structure of deoxypentose nucleic acid // Nature. — 1953. — V. 171. — P. 738—740. 3. Franklin R.E., Gosling R.G. Molecular configuration in sodium thymonucleate // Nature. — 1953. — V. 171. — P. 740—741. 4. Perepelytsya S.M., Volkov S.N. Ion mode in the DNA low-frequency vibration spectra // Ukr. J. Phys. — 2004. — V. 49, N 11. — P. 1072—1077. 5. Perepelytsya S.M., Volkov S.N. Counterion vibrations in the DNA low-frequency spectra // Eur. Phys. J. E. — 2007. — V. 24. — P. 261—269. 6. Perepelytsya S.M., Volkov S.N. Conformational vibrations of DNA with counterions in cross-stranded position // Ukr. J. Phys. — 2010. — V. 55. — P. 1182—1188. 7. Perepelytsya S.M., Volkov S.N. Conformational vibrations of ionic lattice in DNA: Manifestation in the low-frequency Raman spectra // J. Mol. Liq. — 2011. — V. 164. — P. 113—119. 8. Perepelytsya S.M., Volkov S.N. Vibrations of ordered counterions around left- and right-handed DNA double helix // J. Phys: Conf. Series. — 2013. — V. 438. — P. 012013. 9. Perepelytsya S.M., Volkov S.N. Dynamics of ion-phosphate lattice of DNA in left-handed the double helix form // Ukr. J. Phys. — 2013. — V. 58. — P. 554—561. 10. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. — М.: Физматлит, 1963. — 696 с. 11. Волков С.Н., Косевич А.М. О конформационных колебаниях ДНК // Молекулярная биология. — 1987. — Т. 21. — С. 797—806. 12. Volkov S.N., Kosevich A.M. Theory of low-frequency vibrations in DNA macromolecules // J. Biomolec. Struct. Dyn. — 1991. — V. 8. — P. 1069—1083. 13. Волков С.Н. Конформационная зависимость низкочастотных колебаний макромолекулы ДНК // Биополимеры и клетка. — 1991. — Т. 7, № 1. — С. 40—49. 14. Powell J.W., Edwards G.S., Genzel L. et al. Investigation of far-infrared vibrational modes in polynucleotides // Phys. Rev. A. — 1987. — V. 35, N 9. — P. 3929—3939. 15. Urabe H., Kato M., Tominaga Y., Kajiwara K. Counterion dependence of water of hydration in DNA gel // J. Chem. Phys. — 1990. — V. 92, N 1. — P. 76—774. 16. Weidlich T., Lindsay S.M., Rui Q. et al. A Raman study of low frequency interhelical modes in A-, B-, and C- DNA// J. Biomolec. Struct. Dyn. — 1990. — V. 8, N 1. — P. 139—171. 17. Weidlich T., Powell J.W., Genzel L., Rupprecht A. Counerion effects on the Far-IR vibrational spectra of poly(rI) poly(rC) // Biopolymers. — 1990. — V. 30. — P. 477—480. 18. Bulavin L.A., Volkov S.N., Kutuvy S.Yu., Perepelytsya S.M. Observation of the DNA ion-phosphate vibrations. — arXiv:0805.0696v1. (Доп. НАН України. — 2007. — № 10. — С. 69—73). 19. Булавін Л.А., Актан О.Ю., Забашта Ю.Ф. та ін. Медична фізика. — Т. 2. Експеримент в медичній фізиці. — К.: Київський університет, 2011. — 312 с. 20. Перепелиця С.М., Волков С.Н. Інтенсивності смуг низькочастотного спектру КР ДНК з легкими та важкими протиіонами // Біофізич. вісн. — 2009. — Т. 23(2). — С. 5—19. 21. Perepelytsya S.M., Volkov S.N. Intensities of DNA ion-phosphate modes in low-frequency Raman spectra // Eur. Phys. J. E. — 2010. — V. 31. — P. 201—206. 22. Perepelytsya S.M., Glibitskiy G.M., Volkov S.N. Texture formation in DNA films with alkali metal chlorides // Biopo- lymers. — 2013. — V. 99, N 6. — P. 508—516. 23. Тарасевич Ю.Ю. Механизмы и модели дегидратационной самоорганизации биологических жидкостей // УФН. — 2004. — Т. 174. — С. 779—790. 24. Glibitskiy G.M. Na-DNA films with ions of metals // Biophys. Bull. — 2008. — V. 21(2). — P. 29—34. ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2014, № 1 95 МОЛОДІ ВЧЕНІ С.Н. Перепелица Институт теоретической физики им. Н.Н. Боголюбова Национальной академии наук Украины ул. Метрологическая, 14-б, Киев, 03680, Украина ДИНАМИЧЕСКОЕ УПОРЯДОЧЕНИЕ ИОНОВ МЕТАЛЛОВ ВОКРУГ ДВОЙНОЙ СПИРАЛИ ДНК Исследована система двойной спирали ДНК с ионами металлов, которые нейтрализуют отрицательно заряженные фосфатные группы остова макромолекулы. Показано, что ионы металлов могут формировать динамическую упо- рядоченную структуру вдоль остова ДНК, наподобие решетки ионного кристалла (ион-фосфатную решетку). Найдены специфические моды колебаний ион-фосфатной решетки и показано, что они находятся в низкочастот- ном диапазоне колебательного спектра ДНК (<200 см-1). В рамках подхода динамического упорядочения ионов вокруг ДНК объяснена роль ионов соли в формировании фрактальных структур, наблюдаемых на поверхности после высушивания водных растворов ДНК с солями хлоридов щелочных металлов. Ключевые слова: ДНК, противоионы, решетка, конформационные колебания, низкочастотный спектр, текстура. S.M. Perepelytsya Bogolyubov Institute for Theoretical Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine 14-b Metrologichna Str., Kyiv, 03680, Ukraine DYNAMICAL ORDERING OF METAL IONS AROUND DNA DOUBLE HELIX DNA double helix with the ions of metals that neutralize the negatively charged phosphate groups of the macromolecule backbone has been studied. The results have been shown that metal ions may form a dynamical ordered structure along DNA, resembling to the lattice of ionic crystal (ion-phosphate lattice). The specific vibrational modes of DNA ion- phosphate lattice have been found and their frequencies have been shown to be in the low-frequency spectra range (< 200 cm-1). The role of salts of alkali metal chlorides in the formation of fractal structures, observed on a surface after evaporation of aqueous solutions of DNA, has been explained within the framework of developed approach of dynamical ordering of ions around DNA. Keywords: DNA, counterions, lattice, conformational vibrations, low-frequency spectra, texture.
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-68749
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	0372-6436
language	Ukrainian
last_indexed	2025-12-01T14:10:38Z
publishDate	2014
publisher	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
record_format	dspace
spelling	Перепелиця, С.М. 2014-09-27T17:00:51Z 2014-09-27T17:00:51Z 2014 Динамічне впорядкування іонів металів навколо подвійної спіралі ДНК (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 2 жовтня 2013 р.) / С.М. Перепелиця // Вісн. НАН України. — 2014. — № 1. — С. 89-95. — Бібліогр.: 24 назв. — укр. 0372-6436 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/68749 539.199 Досліджено систему подвійної спіралі ДНК з іонами металів, що нейтралізують негативно заряджені фосфатні групи остова макромолекули. Показано, що іони металів можуть формувати динамічну впорядковану структуру вздовж остова ДНК, подібну до ґратки іонного кристала (іон-фосфатну ґратку). Знайдено специфічні моди коливань іон-фосфатної ґратки і показано, що вони знаходяться в низькочастотному діапазоні коливального спектра ДНК (<200 см⁻¹). У рамках підходу динамічного впорядкування іонів навколо ДНК пояснено роль іонів солі у формуванні фрактальних структур, що спостерігаються на поверхні після висушування водних розчинів ДНК з солями хлоридів лужних металів. Исследована система двойной спирали ДНК с ионами металлов, которые нейтрализуют отрицательно заряженные фосфатные группы остова макромолекулы. Показано, что ионы металлов могут формировать динамическую упорядоченную структуру вдоль остова ДНК, наподобие решетки ионного кристалла (ион-фосфатную решетку). Найдены специфические моды колебаний ион-фосфатной решетки и показано, что они находятся в низкочастотном диапазоне колебательного спектра ДНК (<200 см⁻¹). В рамках подхода динамического упорядочения ионов вокруг ДНК объяснена роль ионов соли в формировании фрактальных структур, наблюдаемых на поверхности после высушивания водных растворов ДНК с солями хлоридов щелочных металлов. DNA double helix with the ions of metals that neutralize the negatively charged phosphate groups of the macromolecule backbone has been studied. The results have been shown that metal ions may form a dynamical ordered structure along DNA, resembling to the lattice of ionic crystal (ion-phosphate lattice). The specific vibrational modes of DNA ionphosphate lattice have been found and their frequencies have been shown to be in the low-frequency spectra range (< 200 cm⁻¹). The role of salts of alkali metal chlorides in the formation of fractal structures, observed on a surface after evaporation of aqueous solutions of DNA, has been explained within the framework of developed approach of dynamical ordering of ions around DNA. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Вісник НАН України Молоді вчені Динамічне впорядкування іонів металів навколо подвійної спіралі ДНК (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 2 жовтня 2013 р.) Динамическое упорядочение ионов металлов вокруг двойной спирали ДНК Dynamical ordering of metal ions around DNA double helix Article published earlier
spellingShingle	Динамічне впорядкування іонів металів навколо подвійної спіралі ДНК (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 2 жовтня 2013 р.) Перепелиця, С.М. Молоді вчені
title	Динамічне впорядкування іонів металів навколо подвійної спіралі ДНК (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 2 жовтня 2013 р.)
title_alt	Динамическое упорядочение ионов металлов вокруг двойной спирали ДНК Dynamical ordering of metal ions around DNA double helix
title_full	Динамічне впорядкування іонів металів навколо подвійної спіралі ДНК (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 2 жовтня 2013 р.)
title_fullStr	Динамічне впорядкування іонів металів навколо подвійної спіралі ДНК (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 2 жовтня 2013 р.)
title_full_unstemmed	Динамічне впорядкування іонів металів навколо подвійної спіралі ДНК (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 2 жовтня 2013 р.)
title_short	Динамічне впорядкування іонів металів навколо подвійної спіралі ДНК (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 2 жовтня 2013 р.)
title_sort	динамічне впорядкування іонів металів навколо подвійної спіралі днк (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні президії нан україни 2 жовтня 2013 р.)
topic	Молоді вчені
topic_facet	Молоді вчені
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/68749
work_keys_str_mv	AT perepelicâsm dinamíčnevporâdkuvannâíonívmetalívnavkolopodvíinoíspíralídnkzamateríalaminaukovogopovídomlennânazasídanníprezidíínanukraíni2žovtnâ2013r AT perepelicâsm dinamičeskoeuporâdočenieionovmetallovvokrugdvoinoispiralidnk AT perepelicâsm dynamicalorderingofmetalionsarounddnadoublehelix

Динамічне впорядкування іонів металів навколо подвійної спіралі ДНК (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 2 жовтня 2013 р.)

Репозитарії

Схожі ресурси