Bài 1

DNA. DNA sợi đôi có tính palindrom gồm hai sợi giống hệt nhau và bổ sung cho nhau, ví dụ dodecanucleotide Drew–Dickerson 5'-CGCGAATTCGCG-3'. (a) Có bao nhiêu dsDNA palindrom dodecanucleotide (12 cặp base) khác nhau? (b) Có bao nhiêu dsDNA palindrom undecanucleotide (11 cặp base)? (c) Giả sử cặp G–C bền hóa duplex hơn cặp A–T; xác suất để việc thay một cặp base chọn ngẫu nhiên của dodecanucleotide bằng cặp G–C làm tăng nhiệt độ nóng chảy

T_m

là bao nhiêu? (d) Dung dịch dsDNA với

c_{init} = 1.00\times10^{-6}

mol dm

^{-3}

được nung đến

T_m

(50% phân li). Tính hằng số cân bằng kết hợp tại

T_m

cho dsDNA không palindrom (

K_{np}

) và palindrom (

K_p

), lấy nồng độ chuẩn

c^0 = 1

mol dm

^{-3}

. (e) Năng lượng Gibbs kết hợp trung bình trên mỗi cặp base là

-6.07

kJ mol

^{-1}

(G–C) và

-1.30

kJ mol

^{-1}

(A–T). Tại

T_m = 330

K, dùng

K_{np} = 1.00\times10^{6}

và

K_p = 1.00\times10^{5}

: dsDNA ngắn nhất có

T_m

trên 330 K gồm bao nhiêu cặp base, và nó là palindrom hay không? (f) Nghịch đảo nhiệt độ nóng chảy của dodecanucleotide biến thiên tuyến tính theo

\ln(2c_{init}/c^0)

: với

c_{init}/10^{-6}

= 0.25, 0.50, 1.00, 2.0, 4.0, 8.0 mol dm

^{-3}

T_m

= 319.0, 320.4, 321.8, 323.3, 324.7, 326.2 K. Tính entanpi chuẩn

\Delta H^{\circ}

và entropy chuẩn

\Delta S^{\circ}

của sự kết hợp hai sợi.

Bước 3/5: Hằng số kết hợp tại

T_m

← Trước Tiếp →

K_{np}(T_m) = \dfrac{c^0}{\tfrac{1}{2}c_{init}} = 2.0\times10^{6};\quad K_{p}(T_m) = \dfrac{c^0}{2c_{init}} = 5.0\times10^{5}

Phân tích

Với duplex không palindrom $\ce{ssDNA1 + ssDNA2 <=> dsDNA}$ , tại $T_m$ mỗi cấu tử ở $c_{init}/2$ , cho $K_{np} = 2.0\times10^6$ . Với duplex palindrom $\ce{2ssDNA <=> dsDNA}$ , $[\ce{dsDNA}] = c_{init}/2$ nhưng $[\ce{ssDNA}] = c_{init}$ , cho $K_p = 5.0\times10^5$ .

Lỗi hay gặp. Với DNA palindrom hai sợi giống nhau, nên phân li một nửa duplex cho

[\ce{ssDNA}] = c_{init}

, không phải

c_{init}/2

— sai khác hệ số 4 trong

K