ДНК существует в линейной и кольцевой формах. Последняя форма имеет интересную особенность под названием Supercoiling. Большее количество корчей делает его более сверхскрученным, из-за чего он становится более компактным. Следовательно, сверхспиральная ДНК работает быстрее по сравнению с другими формами в эксперименте по гель-электрофорезу.
Но почему кольцевая ДНК работает медленнее, чем линейная ДНК? Разве округлость не должна делать его компактным?
Чтобы понять это, вы должны в первую очередь понять, как агарозный гель может влиять на разделение ДНК по размерам.
Причина, по которой агарозные гели работают для разделения ДНК по размеру, заключается в том, что электрическое поле, создаваемое аппаратом для электрофореза, воздействует на ДНК. Эффект увеличения заряда ДНК с увеличением количества нуклеотидов почти точно компенсируется увеличением массы этих более крупных молекул ДНК, поэтому в отсутствие геля все фрагменты ДНК будут мигрировать через устройство с постоянной скоростью.
Причина, по которой они этого не делают, заключается в сетчатом каркасе агарозного геля. Это похоже на дремучий лес или большое количество сит с отверстиями случайного размера. Там есть маленькие отверстия (разного размера), и для того, чтобы большие фрагменты ДНК могли пройти через гель, они должны пройти через эти поры. Меньшие фрагменты ДНК могут проходить через более мелкие поры, поэтому они выбирают более быстрый и прямой путь, в то время как более крупные фрагменты должны делать обходные пути, и даже когда они находят пору, через которую они могут пройти, им приходится тратить уйму времени на то, чтобы плюхнуться, прежде чем они могут набить себе поры.
Так что, строго говоря, агарозный гель разделяет молекулы не по «размеру» или «компактности», а по способности фрагмента ДНК перемещаться сквозь сетку молекул агарозы. Хотя кольцевая ДНК в расслабленном состоянии более компактна, чем расширенная линейная ДНК той же длины нуклеотидов, это не обязательно означает, что ей легче прокладывать себе путь через сеть.
Например, линейный фрагмент ДНК может ориентироваться так, что он проходит через сетку «концом вперед». Как только конец ДНК проходит через пору, относительно легко протянуть остальную часть ДНК через ту же пору, по сравнению с попыткой согнуть ДНК и протащить ее «вбок» через пору — вы должны помнить, что на молекулярных масштабах, ДНК довольно жесткая. Вы не можете очень легко перегнуть его пополам, поэтому фрагмент ДНК, который должен пройти через пору «боком», занимает гораздо больше места, чем тот, который можно продеть насквозь, даже если вы согните его как можно сильнее. в шпильку.
У расслабленной кольцевой ДНК нет конца, поэтому она всегда проходит через поры «боком», то есть ограничивается более крупными порами. Кроме того, она большая и гибкая, поэтому требуется довольно много времени, чтобы пройти через имеющиеся там поры. Когда вы добавляете суперспирализацию, вы не решаете проблему с прохождением пор «боком», но вы ограничиваете движение вокруг нее, поэтому, как только вы найдете пору подходящего размера, вы пропустите через нее остальную часть ДНК. Быстрее. На самом деле, с достаточной суперспирализацией вы сокращаете время, затрачиваемое на колебание, настолько, что оно проходит через агарозу даже быстрее, чем линейная ДНК, которая, хотя и может проходить через более мелкие поры, все же тратит кучу времени на колебание вместо того, чтобы проходить через агарозу. пора, через которую он начал проходить.
Ро Сив
СКМ
Паван
кмм
243