hrvatski

VIBRACIJSKA DINAMIKA TANKIH FILMOVA SOLI DEOKSIRIBONUKLEINSKE KISELINE

U ovoj doktorskoj disertaciji istraživan je utjecaj natrijevih i magnezijevih iona na strukturu i dinamiku deoksiribonukleinske kiseline (DNA) primjenom infracrvene spektroskopije s Fourierovom transformacijom na tankim filmovima DNA. Tanki filmovi DNA pripravljeni su iz niza otopina stalne koncentracije genomske DNA: Na-DNA (DNA s intrinsičnim kationima natrija) u čistoj vodi, 10 mM natrijevom kloridu i magnezijevom kloridu različitih ionskih jakosti, a Mg-DNA (DNA s intrinsičnim kationima magnezija) u čistoj vodi i magnezijevom kloridu različitih ionskih jakosti. Ovakav izbor uzoraka omogućio je istraživanje utjecaja, s jedne strane koncentracije dodane soli, a s druge strane kompeticije intrinsičnih i dodanih protuiona, na strukturu i konformaciju DNA. Pripravom tankih filmova iz otopina izbjegnut je utjecaj vibracija vode na spektar DNA u području baza. Spektri tankih filmova dobivenih iz Na-DNA u otopini natrijevog klorida te Na-DNA u čistoj vodi pokazali su da je konformacija dvostruke uzvojnice (ds) ostala sačuvana nakon provođenja protokola sušenja pa je za referentni spektar uzet spektar tankog filma dobiven iz čiste vodene otopine Na-DNA. U cilju razumijevanja utjecaja kationa magnezija na strukturu DNA istraživana su vibracijska svojstva tankih filmova Na-DNA u MgCl2 u širokom rasponu omjera koncentracija kationa i fosfata, [Mg]/[P], od 0, 0067 do 30. Dobiveni rezultati pokazali su da kationi magnezija već pri niskim koncentracijama ostvaruju interakciju s fosfatnim skupinama, a s daljnim povećanjem koncentracije i s bazama DNA preko dugodosežnih elektrostatskih sila. Pri najvećim omjerima [Mg]/[P] diskutiran je prijelaz DNA iz konformacije dvostruke uzvojnice u kompaktnu formu na osnovu eksperimentalnih rezultata, ali i teorijski predviđene neutralizacije fosfatnih skupina dobivene Manningovim dvoparametarskim modelom. Istraživana su i vibracijska svojstva tankih filmova Mg-DNA u čistoj vodi i Mg-DNA u MgCl2 u intervalu omjera [Mg]/[P] od 0, 0067 do 10 te su rezultati uspoređeni s rezultatima dobivenim za Na-DNA u istom koncentracijskom rasponu. Spektri tankih filmova Mg-DNA u čistoj vodi pokazali su nešto drugačija vibracijska svojstva u odnosu na Na-DNA u čistoj vodi te je uočen znatno veći udio B forme DNA. Pri niskim koncentracijama magnezijevih iona ([Mg]/[P] < 1) spektri tankih filmova Na-DNA u MgCl2 i Mg-DNA u MgCl2 su različiti što se može pripisati utjecaju intrinsičnih natrijevih iona i intrinsičnih magnezijevih iona na DNA. S druge strane, pri višim koncentracijama magnezijevih iona, Na-DNA u MgCl2 i Mg-DNA u MgCl2 pokazuju slična vibracijska svojstva.

: tanki filmovi DNA; FTIR spektroskopija; Na+ ioni; Mg2+ ioni; kompaktiranje

nije evidentirano