Влияние ионов Mg^2+ и Ca^2+ на термостабильность ДНК в области образования металлизированных форм полинуклеотидов

Abstract

Проведено порiвняння залежностей параметрiв iндукованого нагрiванням переходу спiраль — клубок ДНК вiд концентрацiї iонiв Mg^2+ та Ca^2+ у водних розчинах, що мають pH 6,5 та 8,5. Виявлено аномальне зменшення температури i зростання кооперативностi цього переходу в лужному розчинi при концентрацiї MgCl2, що перевищує 2·10−4 М. Припускається, що за цих умов вiдбувається кооперативний перехiд В-форми ДНК у нову конформацiю, що має меншу термостабiльнiсть, але зберiгає двоспiральну упорядковану структуру. Реалiзацiя цього переходу обмежена розмiрами катiона та величиною pH: аномальна поведiнка параметрiв переходу спiраль клубок вiдсутня в розчинах, що мiстять iони Mg^2+ i Ca^2+, за умов, що наближаються до нейтральних, а в присутностi iонiв Ca^2+ (їх кристалографiчний радiус у 1,5 раза бiльший, нiж у iонiв Mg^2+) i в лужних.

Dependences of parameters of the heating-induced helix-coil transition in DNA on Mg^2+ and Ca^2+ ion concentrations in water solutions with pH 6.5 and 8.5 are compared. An abnormal decrease in the temperature and an increase in the cooperativity of the transition are revealed in an alkaline solution at the MgCl2 concentration higher than 2 · 10−4 М. It is supposed that the cooperative transition of the DNA B form into a new conformation takes place, being of a lower thermal stability but holding the double-helical ordered structure. The realization of the transition is limited with cation sizes and pH value, and the abnormal behavior of the helix-coil transition parameters is absent in solutions containing Mg^2+ and Ca^2+ ions under conditions close to neutral ones. In the presence of Ca^2+ ions (their crystallographic radius is by 1.5 times higher than that of Mg^2+ ones), such an abnormal behavior is not observed in alkaline solutions as well.