Ефект iонного впорядкування в експериментах по електропровiдностi водних розчинiв ДНК
The effects of ionic ordering in DNA water solutions are studied by conductivity experiments. The conductivity measurements are performed for the solutions of DNA with KCl salt in the temperature interval from 28 to 70 ∘C. The salt concentration varied from 0 to 2 M. The measurements of the conducti...
Збережено в:
| Дата: | 2018 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English Ukrainian |
| Опубліковано: |
Publishing house "Academperiodika"
2018
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2018473 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Journal of Physics |
Репозитарії
Ukrainian Journal of Physics| id |
ujp2-article-2018473 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| spelling |
ujp2-article-20184732019-03-29T09:32:31Z Effect of Ionic Ordering in Conductivity Experiments of DNA Aqueous Solutions Ефект iонного впорядкування в експериментах по електропровiдностi водних розчинiв ДНК Liubysh, O. O. Alekseev, O. M. Tkachov, S. Yu. Perepelytsya, S. M. effects of ionic ordering DNA water solutions conductivity electrolyte theory mechanism of counterion ordering DNA-salt complexes ефект iонного впорядкування водний розчин ДНК електропровiднiсть теорiя електролiтiв механiзм впорядкування протиiонiв ДНК-сольовий комплекс The effects of ionic ordering in DNA water solutions are studied by conductivity experiments. The conductivity measurements are performed for the solutions of DNA with KCl salt in the temperature interval from 28 to 70 ∘C. The salt concentration varied from 0 to 2 M. The measurements of the conductivity of solutions without DNA but with the same concentration of KCl salt are also performed. The results show that, in the case of a salt-free solution of DNA, the melting process of the double helix is observed, while, in the case of the DNA solution with added salt, the macromolecule denaturation is not featured. For salt concentrations lower than some critical one (0.4 M), the DNA solution conductivity is higher than the conductivity of a KCl water solution without DNA. Starting from the critical concentration, the conductivity of a KCl solution is higher than the conductivity of a DNA solution with added salt. For the description of the experimental data, a phenomenological model is elaborated basing on electrolyte theory. In the framework of the developed model, a mechanism of counterion ordering is introduced. According to this mechanism the electrical conductivity of the system at low salt concentrations is caused by counterions of the DNA ion-hydrate shell. At an increasing the amount of salt to the critical concentration, counterions condense on the DNA polyanion. A further increase of the salt concentration leads to the formation of DNA-salt complexes, which decreases the conductivity of the system. Прояви впорядкування iонiв у водних розчинах ДНК дослiджувалися за допомогою методу кондуктометрiї. Вимiрювання електропровiдностi проводилися для водних розчинiв ДНК з додаванням солi KCl в температурному дiапазонi вiд 28 до 70 ∘C. Концентрацiя солi змiнювалася вiд 0 до 2 М. Також вимiрювалася електропровiднiсть розчинiв без ДНК з таким самим вмiстом солi. Результати показали, що у випадку безсольового розчину ДНК спостерiгають стадiї плавлення подвiйної спiралi, тодi як у випадку розчину ДНК з додаванням солi, денатурацiя макромолекули не спостерiгалася. Для концентрацiї солi, нижчої вiд критичної (0,4 М), електропровiднiсть розчину з ДНК вища за електропровiднiсть вiдповiдного електролiту. Починаючи з критичної концентрацiї, електропровiднiсть електролiту вища за електропровiднiсть розчину ДНК. Для опису експериментальних даних була розроблена феноменологiчна модель, що базується на теорiї електролiтiв. В рамках побудованої моделi запропоновано механiзм впорядкування протиiонiв. Вiдповiдно до запропонованого механiзму за низьких концентрацiй солi електропровiднiсть системи зумовлена протиiонами iон-гiдратної оболонки ДНК. При пiдвищеннi кiлькостi iонiв до критичної концентрацiї протиiони починають конденсуватися на полiанiонi ДНК. Подальше пiдвищення концентрацiї солi iндукує формування ДНК-сольових комплексiв, поява яких приводить до зменшення електропровiдностi системи. Publishing house "Academperiodika" 2018-10-23 Article Article Peer-reviewed Рецензована стаття application/pdf application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2018473 10.15407/ujpe59.05.0479 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 59 No. 5 (2014); 479 Український фізичний журнал; Том 59 № 5 (2014); 479 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe59.05 en uk https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2018473/482 https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2018473/483 Copyright (c) 2018 Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, National Academy of Sciences of Ukraine |
| institution |
Ukrainian Journal of Physics |
| collection |
OJS |
| language |
English Ukrainian |
| topic |
effects of ionic ordering DNA water solutions conductivity electrolyte theory mechanism of counterion ordering DNA-salt complexes ефект iонного впорядкування водний розчин ДНК електропровiднiсть теорiя електролiтiв механiзм впорядкування протиiонiв ДНК-сольовий комплекс |
| spellingShingle |
effects of ionic ordering DNA water solutions conductivity electrolyte theory mechanism of counterion ordering DNA-salt complexes ефект iонного впорядкування водний розчин ДНК електропровiднiсть теорiя електролiтiв механiзм впорядкування протиiонiв ДНК-сольовий комплекс Liubysh, O. O. Alekseev, O. M. Tkachov, S. Yu. Perepelytsya, S. M. Ефект iонного впорядкування в експериментах по електропровiдностi водних розчинiв ДНК |
| topic_facet |
effects of ionic ordering DNA water solutions conductivity electrolyte theory mechanism of counterion ordering DNA-salt complexes ефект iонного впорядкування водний розчин ДНК електропровiднiсть теорiя електролiтiв механiзм впорядкування протиiонiв ДНК-сольовий комплекс |
| format |
Article |
| author |
Liubysh, O. O. Alekseev, O. M. Tkachov, S. Yu. Perepelytsya, S. M. |
| author_facet |
Liubysh, O. O. Alekseev, O. M. Tkachov, S. Yu. Perepelytsya, S. M. |
| author_sort |
Liubysh, O. O. |
| title |
Ефект iонного впорядкування в експериментах по електропровiдностi водних розчинiв ДНК |
| title_short |
Ефект iонного впорядкування в експериментах по електропровiдностi водних розчинiв ДНК |
| title_full |
Ефект iонного впорядкування в експериментах по електропровiдностi водних розчинiв ДНК |
| title_fullStr |
Ефект iонного впорядкування в експериментах по електропровiдностi водних розчинiв ДНК |
| title_full_unstemmed |
Ефект iонного впорядкування в експериментах по електропровiдностi водних розчинiв ДНК |
| title_sort |
ефект iонного впорядкування в експериментах по електропровiдностi водних розчинiв днк |
| title_alt |
Effect of Ionic Ordering in Conductivity Experiments of DNA Aqueous Solutions |
| description |
The effects of ionic ordering in DNA water solutions are studied by conductivity experiments. The conductivity measurements are performed for the solutions of DNA with KCl salt in the temperature interval from 28 to 70 ∘C. The salt concentration varied from 0 to 2 M. The measurements of the conductivity of solutions without DNA but with the same concentration of KCl salt are also performed. The results show that, in the case of a salt-free solution of DNA, the melting process of the double helix is observed, while, in the case of the DNA solution with added salt, the macromolecule denaturation is not featured. For salt concentrations lower than some critical one (0.4 M), the DNA solution conductivity is higher than the conductivity of a KCl water solution without DNA. Starting from the critical concentration, the conductivity of a KCl solution is higher than the conductivity of a DNA solution with added salt. For the description of the experimental data, a phenomenological model is elaborated basing on electrolyte theory. In the framework of the developed model, a mechanism of counterion ordering is introduced. According to this mechanism the electrical conductivity of the system at low salt concentrations is caused by counterions of the DNA ion-hydrate shell. At an increasing the amount of salt to the critical concentration, counterions condense on the DNA polyanion. A further increase of the salt concentration leads to the formation of DNA-salt complexes, which decreases the conductivity of the system. |
| publisher |
Publishing house "Academperiodika" |
| publishDate |
2018 |
| url |
https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2018473 |
| work_keys_str_mv |
AT liubyshoo effectofionicorderinginconductivityexperimentsofdnaaqueoussolutions AT alekseevom effectofionicorderinginconductivityexperimentsofdnaaqueoussolutions AT tkachovsyu effectofionicorderinginconductivityexperimentsofdnaaqueoussolutions AT perepelytsyasm effectofionicorderinginconductivityexperimentsofdnaaqueoussolutions AT liubyshoo efektionnogovporâdkuvannâveksperimentahpoelektroprovidnostivodnihrozčinivdnk AT alekseevom efektionnogovporâdkuvannâveksperimentahpoelektroprovidnostivodnihrozčinivdnk AT tkachovsyu efektionnogovporâdkuvannâveksperimentahpoelektroprovidnostivodnihrozčinivdnk AT perepelytsyasm efektionnogovporâdkuvannâveksperimentahpoelektroprovidnostivodnihrozčinivdnk |
| first_indexed |
2023-03-24T08:55:53Z |
| last_indexed |
2023-03-24T08:55:53Z |
| _version_ |
1795757624914870272 |