发信人: space (排骨教主), 信区: Biology
标 题: 磁力DNA拉伸弹性实验的背景知识介绍
发信站: The unknown SPACE (Wed Feb 21 11:53:45 2001), 站内信件

1. DNA一端固定在玻片上, 另外一锻悬挂磁球. 磁场中磁矩和场的相互作用能是:

U=-m \dot B, 于是bead上的力是F=Gradient[m \dot B].
若磁场方向固定(z方向),且磁矩是常量, F=m_{z}*Grad[B].
可见力是沿磁场强度的梯度方向.

2. 显微镜镜可以测量z方向拉伸的长度, 和x-y平面上磁球的运动. 若x-y平面上
磁球的横向fluctuation幅度相比DNA长度是小量, 其运动就是x-y平面的简谐
运动. x-y平面磁力分量是F_{t}=F*Sin[w]=F*w=F*r/L=(F/L)*r, 其中L是DNA当前长度,
r是x-y平面径向长度. 作为谐振子, (F/L)就是弹簧的force constant k, 弹簧能量
大家都知道的, 是(1/2)*k*r^2. 这个能量来自热激发, 于是根据热力学能量均分定理,
(1/2)*k*r^2=(1/2) K_{B}*T, 最后得到关系:

(F/L)=(K_{B}*T)/r^2

其中K_{B}是所谓Boltzmann常数, T是绝对温度, 室温大概是300(开耳文). 于是测量L
和r^2, 就根据上述关系得到DNA端点承受的拉力.

3. bare DNA 的上述测量(L-F曲线)已经作的很多了. 那么如今SMC protein作用下
的曲线测量起来就很有意思. 和bare DNA的已知曲线比较, 可以得到关于SMC-DNA
作用方式的很多重要信息. 老板最近在审一篇文章,让我作了其中和物理有关的计算.
看了人家的实验, 真是觉得很精巧, 而且对我来说结论十分令人信服.

4. 他们的文章还没发表, 太多别的信息不能乱说. 不过他们用另外一个方法
研究了他们那种histone-like protein和dna作用的信息: 不加磁力, 研究
磁球的横向振动.然后比较和bare dna的同样振动, 可以得到dna compaction的信息.
他们简单说发现对他们的样品, 横向振幅方差相比bare dna减小了30%, 于是得到结论
是DNA长度缩小30%. 我考虑了一下, 估计他们的推理思路是假设这DNA是random coil,
于是端点---端点距离的几率分布就是gauss分布, 可以计算出这分布的方差是L*b,
其中b正比于DNA弯曲弹性. 所以他们的结论依赖于假设b是常数, protein binding
不改变dna的弹性. 这地方可不怎么显然,

关于实验的测量背景, 好象只有这么多了.
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乌鸦大兄.

※ 来源:．The unknown SPACE bbs.mit.edu．[FROM: 131.193.173.223]