Chemistry Labs

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 TmT_m là bao nhiêu? (d) Dung dịch dsDNA với cinit=1.00×10−6c_{init} = 1.00\times10^{-6} mol dm−3^{-3} được nung đến TmT_m (50% phân li). Tính hằng số cân bằng kết hợp tại TmT_m cho dsDNA không palindrom (KnpK_{np}) và palindrom (KpK_p), lấy nồng độ chuẩn c0=1c^0 = 1 mol dm−3^{-3}. (e) Năng lượng Gibbs kết hợp trung bình trên mỗi cặp base là −6.07-6.07 kJ mol−1^{-1} (G–C) và −1.30-1.30 kJ mol−1^{-1} (A–T). Tại Tm=330T_m = 330 K, dùng Knp=1.00×106K_{np} = 1.00\times10^{6} và Kp=1.00×105K_p = 1.00\times10^{5}: dsDNA ngắn nhất có TmT_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⁡(2cinit/c0)\ln(2c_{init}/c^0): với cinit/10−6c_{init}/10^{-6} = 0.25, 0.50, 1.00, 2.0, 4.0, 8.0 mol dm−3^{-3}, TmT_m = 319.0, 320.4, 321.8, 323.3, 324.7, 326.2 K. Tính entanpi chuẩn ΔH∘\Delta H^{\circ} và entropy chuẩn ΔS∘\Delta S^{\circ} của sự kết hợp hai sợi.
Bước 4/5: Duplex ngắn nhất trên 330 K
← TrướcTiếp →
nnp=37.96.07=6.2⇒7;np=31.66.07=5.2⇒6 bp, palindromicn_{np} = \dfrac{37.9}{6.07} = 6.2 \Rightarrow 7;\quad n_{p} = \dfrac{31.6}{6.07} = 5.2 \Rightarrow 6\ \text{bp, palindromic}
Phân tích

Năng lượng Gibbs kết hợp cần có là ΔG∘=−RTln⁡K\Delta G^{\circ} = -RT\ln K: −37.9-37.9 kJ mol−1^{-1} (không palindrom) và −31.6-31.6 kJ mol−1^{-1} (palindrom) tại 330 K. Chia cho đóng góp lớn nhất mỗi cặp (−6.07-6.07 kJ mol−1^{-1}, toàn G–C) được 6.2 và 5.2, làm tròn lên 7 và 6 cặp base. dsDNA ngắn nhất nóng chảy trên 330 K là palindrom gồm 6 cặp base.