Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Кантон Ч. -> "Биофизическая химия. Том 2" -> 124

Биофизическая химия. Том 2 - Кантон Ч.

Кантон Ч., Шиммер П. Биофизическая химия. Том 2 — М.: Мир, 1984. — 496 c.
Скачать (прямая ссылка): biofizicheskayahimiya1984.djvu
Предыдущая << 1 .. 118 119 120 121 122 123 < 124 > 125 126 127 128 129 130 .. 242 >> Следующая

параллельном опыте, где ДНК седиментирует в чистом растворителе, она
двигалась бы в том же направлении с коэффициентом седиментации - 10S.
Однако в данном опыте ДНК движется в обратном направлении с коэффициентом
седиментации - - 10S в окружении седиментирующих частиц ВКК. Таким
образом, противоток увлекает ДНК со скоростью - 20S. Схематическая
иллюстрация на рис. 11.14,/> слишком упрощенно представляет то, что
происходит в действительности, поскольку не учитывает еще один эффект.
Высота границы равна i (dc/dx)dx; в системе с одним компонентом это
просто сп, т.е. эта высота является мерой концентрации в области плато.
Давно известно, однако, что при седиментации смеси, состоящей из двух
компонентов, высоты границ не соответствуют истинным парциальным
концентрациям. Этот феномен называется эффектом Джонстона-Огстона. Чтобы
упростить объяснение этого эффекта, в последующих рассуждениях временно
не будем учитывать радиальное разбавление. Быстрый компонент всюду
седиментирует в окружении медленного с коэффициентом (рис. 11.15, А).
Медленный же компонент должен иметь два разных коэффициента седиментации:
sM - в области, расположенной выше границы быстрого компонента, где на
него влияет лишь его собственная концентрация, hsm Б - ниже этой границы,
где присутствуют оба компонента. Согласно равенству (11.41) или (11.42),
sM Б < sM, что приводит к нетривиальным следствиям. Представьте себе, что
вы движетесь вместе с быстрой границей и следите за движением медленного
компонента. Взглянув в направлении мениска, вы увидели бы, что медленный
компонент отдаляется от вас, причем величина потока J = co2x(sB - 5м)см.
Посмотрев в противоположную сторону, вы увидели бы, что медленный
компонент приближается к вам, и в этом случае величина потока равна У' =
ш2х(5Б - sM Б) см Б. Поскольку J' больше, чем J, из приведенных выше
равенств следует, что медленно седимен-
УЛЬТРАЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕ
247
ДНК
+
вкк вкк
А
t=0
Спустя какое-то время
Еще через некоторое время
х
Б
РИС. 11.14. Демонстрационный опыт, доказывающий существование противотока
растворителя. А. В ячейке, предназначенной для создания искусственной
границы, в один сектор загружают раствор вируса карликовой кустистости
томата (ВКК), а в другой - смесь вируса с ДНК. При центрифугировании под
действием гидростатических сил в обоих секторах устанавливается
одинаковый уровень жидкости, что приводит к появлению границы ДНК в
средней части правого сектора. Б. Се-диментационные профили, наблюдаемые
в правом секторе в разные моменты времени после того, как закончилось
перетекание жидкости из одного сектора в другой. Исходная граница ДНК
движется к мениску до тех пор, пока не встретится с границей ВКК. Тогда
направление ее движения меняется на обратное, и она движется ко дну
ячейки.
248
ГЛАВА 11
РИС. 11.15. Эффект Джонстона-Огстона в двухкомпонентной системе. А.
Скорость седиментации медленного компонента падает при переходе через
границу быстрого компоиеита из-за увеличения суммарной концентрации ниже
этой границы. Б. Распределения концентраций быстрого и медленного
компонентов в ячейке в процессе седиментации, которые следовало бы
ожидать, если бы мы могли отдельно измерить ту и другую концентрацию. В.
Распределение суммарной концентрации обоих компонентов в ячейке в
процессе седиментации. Коричневой линией обозначено наблюдаемое в опыте
распределение, черной линией - распределение, которое следовало бы
ожидать, если бы эффект Джонстона-Огстона отсутствовал.
тирующее вещество должно непрерывно накапливаться в области быстрой
границы. Однако такое накопление невозможно, так как оно привело бы к
созданию большой локальной плотности. Быстрый компонент замедлил бы свое
движение благодаря коэффициенту 1 - V2p в уравнении (11.28), и, кроме
того, возник бы эффект гравитационной неустойчивости. Граница имела бы
плотность ббльшую, чем нижерасположенные слои, и была бы увлечена на дно
конвекционными токами.
Если задача решена правильно, то мы увидим, что вместо этого
перераспределяется концентрация медленного компонента, и подобной
катастрофы не происходит. При этом соблюдается условие сохранения
величины потока медленного компонента в области быстрой границы, J = J',
откуда следует, что
СМ,Б^Б - 5М,б) = СМ^Б - 5м) (11.46)
Поскольку sM Б < ?м, концентрация см медленного компонента в области,
расположенной выше быстрой границы, будет больше, чем концентрация см Б
по другую сторону границы (рис. 11.15, Б). Поэтому высота медленной
границы будет больше, чем мы наивно полагали, а высота быстрой границы
будет меньше ожидаемого значения, так как с помощью большинства
оптических методов регистрируется сумма концентраций обоих компонентов.
ЗОНАЛЬНОЕ ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМ
Эффект Джонстона-Огстона и другие эффекты, связанные с
многокомпонентностью системы,особенно сильно проявляются при скоростной
седиментации, потому что все компоненты, за исключением самого
Предыдущая << 1 .. 118 119 120 121 122 123 < 124 > 125 126 127 128 129 130 .. 242 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed