Шановні колеги! Науковий семінар Інституту біохімії ім.О.В.Палладіна НАН України «Актуальні проблеми сучасної біохімії» продовжує свою роботу. Чергова наша зустріч відбудеться 17 січня (вівторок) 2012 р. в Актовій залі Інституту о 10-30 ранку. З повідомленням «Фізика ДНК: від структури до функції» виступить ВОЛКОВ Сергій Наумович, доктор фіз-мат наук, головний науковий співробітник Інституту теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАНУ. Як завжди, додаємо файл із авторськими тезами доповіді. Нам приємно буде зустрітися з Вами на нашому семінарі! Щиро Ваш – С.О.Костерін.
Фізика ДНК: від структури до функції
С.Н. Волков
Інститут теоретичної фізики ім. М.М. Боголюбова НАН України
Мільйони років молекули ДНК дуже точно і ретельно виконують свої функції в клітині. Природа відібрала цю молекулу для збереження генетичної інформації і повсякденного продовження життя на Землі за якимись певними критеріями. Зрозуміти механізми функціонування ДНК – одна з найважливіших задач науки про живе.
Застосування різноманітних фізичних і хімічних методів дослідження дало змогу з’ясувати багато деталей в структурі і функціонуванні ДНК. Пройшло майже 60 років з того моменту, коли в 1953р. за допомогою рентгеноструктурного аналізу було визначено основні риси будови подвійної спіралі. Кожен новий рік приносить нові результати, які доповнюють вже існуючу картину. Факти свідчать, що кожна нова відкрита властивість структурної організації ДНК використовується в живих клітинах для виконання певних функцій. Створені наприкінці минулого сторіччя банки даних зібрали вже тисячі структур макромолекул ДНК та їх комплексів з білками. З’ясувалося, що конформаційні перебудови подвійної спіралі використовується макромолекулою як специфічний код (вторинний до послідовності нуклеотидів) в процесах впізнавання та регуляції генетичної інформації. Дослідження конформаційної механіки ДНК набули особливої актуальності в останні роки з-за появи нових експериментальних методів, які базуються на маніпулюванні окремими молекулами. За допомогою нової експериментальної техніки виявлено незвичайні порогові деформації структури макромолекули під дією зовнішньої сили. В останнє десятиріччя, коли розвиток сучасних технологій досяг рівня нано масштабів, принципи структурної організації ДНК стали основою для створення метаматеріалів з заданими властивостями.
В доповіді буде прослідковано розвиток уявлень про особливості структури макромолекули ДНК, стабільності подвійної спіралі, її трансформацій в фізіологічних умовах та під дією зовнішньої сили. Буде звернуто увагу на роль фізичних методів в дослідженнях властивостей ДНК та обговорено адекватні підходи теорії і експерименту для з’ясування механізмів функціонування макромолекули в клітині. Для ілюстрації буде представлено результати автора в дослідженнях конформаційної механіки подвійної спіралі і показано, як структурна організації ДНК дозволяє виконувати покладені на макромолекулу функції в живій природі, а також наведено приклади використання ДНК в новітніх технологіях.