Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Порохов А.М. -> "Физическая энциклопедия Том 4" -> 24

Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.

Порохов А.М. Физическая энциклопедия Том 4 — М.: Большая российская энциклопедия, 1994. — 701 c.
Скачать (прямая ссылка): fizenciklopedt41994.djvu
Предыдущая << 1 .. 18 19 20 21 22 23 < 24 > 25 26 27 28 29 30 .. 818 >> Следующая


ДНК в клетке обладает отрицат. сверхспира-лнзациен, т. е. двойная спираль в ней несколько раскручена (в кольцевых ДНК при этом двойная спираль образует витки сверхспиралн). В клетке есть система ферментов (топонзомераз), изменяющих сверхспи-рализацию. Широко распространена лишь отрицат. сверхспнралнзация. Сверхспиральная ДНК обладает повыш. энергией; топонзомеразы расходуют энергию на создание сверхспнрализацни. Мерой сверхспирализа-цни является плотность сверхвитков а (число сверхвитков, приходящееся на один виток двойной спирали). Величина а отрицательна, ниже подразумевается её абс. значение. С ростом ст молекула ДНК становится более подвижной, реакциоиноспособной, увеличивается вероятность нарушений структуры двойной спнралн (лоиальных её расирытнй), в отд. областях молекулы прн достаточно большом значении а возникают альтернативные (т. е. отличные от Я-формы) структуры — крестообразные структуры, Z- и H- формы н др. Все эти структуры не образуются в линейной ДНК в стандартных условиях. Энергия, необходимая для их образования, черпается из энергии сверхспиралнзации. Для исследования альтернативных структур ДНК н определения их энергетич. параметров используют эксперименты, анализируемые с помощью топологич. теории. Топологнч. ограничения, накладываемые кольцевым замкнутым строением, приводят и к др. изменениям структуры и физ. свойств молекул ДНК. Исследование влияния топологич. эффектов на строение и свойства ДНК и её биол. ф-ции, на регуляцию генетич. процессов является одной из задач молекулярной биофизики.

Лит.: Аккерман Ю., Биофизика, пер. с англ., М., 1984; Физические методы исследования белков и нуклеиновых кислот, М., 1967; В е д е н о в А. А., Д ы х и е А. М., Франк-Каменецкий М. Д., Переход спираль — клубок в ДНК, «УФН», 1971, т. 105, в. 3, с. 479; Б л ю M е н-фельд JI. А., Проблемы биологической физики, 2 изд., М., 1977; Шабарова 3. А., Богданов А. А.,

Химия нуклеиновых кислот и их компонентов, М., 1978; JI а-ауркин Ю. С., Молекулярное плавление ДНК и эффект тонкой структуры кривых плавления, «Молекулярная биология», 1977, т. 11, в. 6, с. 1311; Болькенлтейн М. В., Биофизика, 2 изд., М., 1988; Франк-Каменецкий М. Д., Вологодский А. В., Топологические аспекты физики полимеров: теория и ее биофизические приложения, «УФН», 1981 т. 134, в. 4, с. 641; Кантор Ч., Шиммел П., Биофизическая химия, пер. с англ., т. 1—3, М., 1984—85; «Б мире науки», 1985, в. 12 (тематич. вып.); Молекулярная биология клетки, пер. с англ., т. 1—5, М., 1986—87; Вологодский А. Б., Топология и физические свойства кольцевых ДНК, М., 1988. Ю. С. Лазуркин.

ПОЛИМОРФИЗМ (от греч. polymorphos — многообразный), способность нек-рых веществ существовать в состояниях с разл. атомн о-к ристал л ич. структурой (см. Кристаллохимия). Каждое из таинх состояний (термо-дннамич. фаз), называемое полиморфной мо-Д и Ф и к а ц и е й, устойчиво при опред. виеш. условиях (темп-ре н давлении). Различие в структуре обусловливает различие в свойствах полиморфных модификаций данного вещества. П. открыт в 1822 нем. учёным Э. Мичерлихом (Е. Mitscherlich). Им обладают нек-рые простые вещества (аллотропия) и мн. хим. соединения. Так, две модификации углерода — иубическая (алмаз) и гексагональная (графит) — резко различаются по физ. свойствам. Белое олово, имеющее

25

ПОЛИМОРФИЗМ
ПОЛИНОМИАЛЬНОЕ

26

тетрагональную объёмноцентрир. кристаллич. решётку,— пластичный металл, а серое олово (низкотемпературная модификация) с алмазоподобной тетрагональной решёткой — хрупкий полупроводник. Нек-рые вещества, напр, сера, кремнезём, вода, имеют больше чем две полиморфные модификации. П. наблюдается и у жидких кристаллов.

Области устойчивости полиморфных модификаций и точии перехода между ними определяются фазовыми диаграммами равновесия, расчёт к-рых основан на вычислении термодинамич. характеристик, а также спеитра колебаний кристаллической решётки для разл. модификаций.

Структура кристаллич. решётки при T = О К определяется минимумом внутр. энергии f системы частиц. При T > О К структура определяется минимумом свободной энергии U, иуда, кроме S, входит энтропийный член TS, связанный с тепловыми колебаииямн атомов: U = g — TS, где S — энтропия. Для устойчивой низкотемпературной а-фазы зависимость U(T) имеет вид, показанный на рис. Любой др. способ упаковки тех же атомов в кристалле (P-фаза) имеет при T — OKtZp < Ua. Это означает, что {J-фаза неустойчи-

Изменение свободной анергии U кристалла при изменении взаимного располож ния атомов. Минимумы U соответствуют двум кристаллическим модификациям а и 3 (а); зависимость U от температуры (б).

ва при низких темп-pax. Однако из-за иного характера тепловых колебаний атомов кривая Up(T) идёт более полого, в точке T0 она пересекается с кривой Ua и далее идёт ниже. Это означает, что прн T < T0 устойчива я-фаза, при T > T0 устойчива P-фаза, и точка T0 является точкой равновесия фаз.

Фазовый переход 1-го рода менее стабильной модификации в более стабильную связан с преодолением энер-гетич. барьера, к-рый существенно меньше, если превращение происходит постепенно, путём зарождения и последоват. роста в ней областей новой фазы. Барьер преодолевается за счёт тепловых флунтуацнй; поэтому, еслн вероятность флуктуаций мала, менее устойчивая фаза может длит, время существовать в метастабильном состоянии. Напр., алмаз, области стабильности к-рого соответствуют T > 1500 К и давление р = IO8 Па, тем не меиее может существовать неограннченно долго прн атм. давлении и комнатной темп-ре, не превращаясь в стабильный при этнх условиях графит. В др. веществах, напр, в сегнетоелектриках и сегнетозл ас тиках, наоборот, разл. модификации легко н обратимо переходят друг в друга при изменении темп-ры, давления и др., претерпевая прн этом струитурные фазовые переходы. В окрестности точек таких переходов физ. свойства веществ обычно экстремальны.
Предыдущая << 1 .. 18 19 20 21 22 23 < 24 > 25 26 27 28 29 30 .. 818 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed