Raziskovalne novice
Kaj določa odvisnost termične stabilnosti DNA od tlaka?
29/08/2024
Tlak vpliva na strukturo in delovanje beljakovin in nukleinskih kislin: povečanje tlaka spremeni populacije struktur beljakovin in nukleinskih kislin v smeri tistih z manjšo prostornino (Le Chatelierjev princip). S spremembo tlaka se spremeni tudi termična stabilnost teh molekul. Natančne meritve kažejo, da se termična stabilnost različnih struktur DNA s tlakom spreminja linearno. Vzroki za tako obnašanje niso bili poznani.
Raziskovalca Jurij Lah in San Hadži s Katedre za fizikalno kemijo Fakultete za kemijo in kemijsko tehnologijo Univerze v Ljubljani sta izvedla podrobno termodinamsko analizo razvitja različnih struktur DNA, do katerega pride zaradi spremembe tlaka in/ali temperature. Pokazala sta, da je opažena odvisnost termične stabilnosti od tlaka posledica razmerja med spremembo izotermne stisljivosti in temperaturnega razteznostnega količnika, ki je konstantno kljub odvisnosti obeh količin od tlaka in temperature.
Izpeljane enačbe omogočajo nov način napovedovanja in razlage stabilnosti DNA ter kažejo na obstoj konvergenčne temperature, pri kateri postaneta tako sprememba izotermne stisljivosti kot sprememba volumna pri razvitju DNA enaki nič. Konvergenčna temperatura za dvoverižne molekule DNA se znatno razlikuje od tiste za štiriverižne molekule (kvadruplekse), kar je posledica razlik v hidrataciji obeh tipov struktur.
Občutljivost termične stabilnosti DNA na spremembo tlaka je odvisna od razmerja med spremembo izotermne stisljivosti (DK) in temperaturnega razteznostnega koeficienta (DE).
Članek z naslovom Termodinamski izvor linearne odvisnosti termične stabilnosti DNA od tlaka (Thermodynamic origin of the linear pressure dependence of DNA thermal stability) je bil 28. avgusta 2024 objavljen v reviji Journal of Physical Chemistry Letters in je prosto dostopen na povezavi:
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpclett.4c01563.
Raziskavo je sofinancirala Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije (programska skupina Fizikalna kemija P1-0201 in projekt J1-50026).