ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гель-электрофорез из "Самая главная молекула" На помощь пришла простая физическая методика, называемая электрофорезом. Молекула ДНК несет на себе отрицательный заряд, причем величина заряда пропорциональна длине цепочки, о следствие обычной электролитической диссоциации дезоксирибонуклеиновой кислоты, которая, как и любая кислота, распадается на анион и ион водорода. Только происходит это в каждом мономерном звене поликислоты. Диссоциирует водород фосфатной группы, которая расположена слева иа рис. 9. Второго водорода у фосфатной группы, входящей в состав ДНК, нет, так как он отщепляется от нуклеотида при образовании полимерной цепи. При этом соседний нуклеотид теряет группу ОН сахара (см. нижнюю часть химической юрмулы, приведенной на рис. 9), так что при присоединении нуклеотида к концу полимерной цепи ДНК выделяется молекула воды. [c.65] Катионы в большинстве своем не сидят на ДНК, а плавают отдельно в растворе, образуя вокруг молекулы очень рыхлое облако. Поэтому, если раствор ДНК поместить в конденсатор, то анион ДНК поплывет к положительной обкладке. Чем длиннее молекула, тем больше заряд, больше сила, но больше и сопротивление среды. Сопротивление увеличивается с длиной быстрее, чем сила, и в результате скорость падает с ростом длины. Тут работает закон Стокса, согласно которому в вязкой среде тела, под действием силы, движутся с постоянной скоростью, пропорциональной приложенной силе. [c.66] Все портит броуновское движение. Фрагменты ДНК — очень маленькие частички, и на их поведение в растворе весьма заметно влияет тепловое движение. Поэтому электрофорез — как будто бы никуда не годный метод разделения ДНК. Так думали долгое время. Все же выход был найден. Хотя броуновское движение нельзя устранить, его можно сильно ослабить, увеличив вязкость среды. Правда, чтобы эффект стал ощутимым, вязкость необходимо увеличить во много тысяч раз. Ни глицерин, ни сахар здесь не помогут. Пришлось прибегнуть к принципиально иным средствам повышения вязкости. [c.66] Живая природа широко использует замечательные свойства гелей. Роговая оболочка и стекловидное тело, заполняющее всю внутреннюю часть глаза, есть не что иное, как гели. Полимерным компонентом служат белки, растворителем, разумеется,—вода. Издавна гели используются человеком в кулинарном деле. Студни и желе содержат в качестве полимерного компонента белок соединительной ткани — коллаген. Пожалуй, еще чаще мы сталкиваемся с другим белковым гелем — сваренным вкрутую (или всмятку) яичным белком. Мармелад — это тоже гель. [c.67] Использование геля как среды, где проводится электрофорез, полностью устранило трудность, связанную с броуновским движением. Червеобразные молекулы ДНК, подобно угрям, запутавшимся в рыбацкой сети, оказываются фиксированными в полимерной сетке геля. Лишь под действием электрического поля они очень медленно ползут, извиваясь, к аноду, едва протискиваясь сквозь тесные ячейки сетки. Разрешающая способность метода гель-электрофореза оказалась настолько высокой, что не слишком длинные фрагменты ДНК, отличающиеся всего на одно мономерное звено, четко отделяются друг от друга в виде хорошо различимых полосок. [c.67] Вернуться к основной статье