脱氧核糖核酸与聚合物和表面活性剂的相互作用——DNA Interactions with Polymers and Surfactants
作 者:Rita Dias, Björn Lindman
出版社:Wiley-Interscience
ISBN:978-0-470-25818-7
索书号:Q523/D629r/2008/Y
藏书地点:武大外教中心
聚电解质是带有可电离基团的长链高分子,这类高分子在极性溶剂中会发生电离,使高分子链上带上电荷。链上带正或负电荷的聚电解质分别叫做聚阳离子或聚阴离子。聚电解质分别具有电解质和高分子的一些性质。聚电解质溶液类似电解质溶液,可以导电,类似高分子溶液,有很大的粘度。作为软物质体系,聚电解质对很多分子组装体的结构、稳定性和相互作用具有重要影响。聚电解质溶解在水或低级醇中时,电离成为一个聚离子和许多与聚离子电荷相反的小离子,称反离子。聚离子的分子链上有许多固定的电荷,如聚酸类带负电荷,称为聚阴离子,其反离子则带正电荷,所以在聚离子的周围有静电场,使聚电解质的水溶液的性质与其他非离子结构的高分子溶液性质很不相同。聚电解质具有高分子溶液的特性,例如粘度、渗透压和光散射等。
表面活性剂是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列。表面活性剂的分子结构具有两亲性:一端为亲水基团,另一端为疏水基团;亲水基团常为极性基团,如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐,羟基、酰胺基、醚键等也可作为极性亲水基团;而疏水基团常为非极性烃链,如8个碳原子以上烃链。表面活性剂分为离子型表面活性剂(包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂)、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。
DNA一般以多种构象形式存在,其中四种(A、B、C、D型)为右手螺旋,而Z型为左手螺旋,DNA在溶液中的构象强烈依赖于溶液环境,如离子强度、pH等。在活体细胞中,天然状态的DNA通常都以密集堆积方式存在。近年来,分子生物学的飞速发展使得基因疗法成为一种很有希望的分子水平治疗方法,基因疗法的关键是基因DNA能够在载体的携带下通过细胞膜进入细胞内部,而各种表面活性剂与DNA的相互作用形成复合物作为非病毒基因输送载体由于其诸多优越性而受到广泛关注。一般说来,能够给与DNA发生强烈相互作用的表面活性剂都会对其构象发生影响,并生成复合物。一般认为阳离子表面活性剂与DNA的键合可分为两个阶段:第一阶段,由于静电吸引作用,表面活性剂与凝聚在DNA分子链上的反离子交换;在第二阶段,表面活性剂在浓度达到一定值时,开始以协同方式与DNA分子发生键合。
聚合物与表面活性剂在水溶液中的相互作用由于其在科研和生产很多领域中的应用而被广泛研究。DNA由于每个核酸单元上都连有负的磷氧基而可被视做高度负电性的聚合物。它与表面活性剂相互作用形成沉淀可用来对DNA进行分离、纯化,形成的复合物在基因材料的控制传输上更具实用价值。
在阳离子表面活性剂浓度很低的情况下,会使长链DNA分子发生从线圈型向小球型的构象转变。而当阳离子表面活性剂浓度相对较高时,则其与DNA(多选短链DNA或长链DNA片段)之间的相互作用一般都会导致宏观相分离。一般认为,DNA分子链的刚性会阻止局部区域DNA链对表面活性剂聚集体的包裹,因此只有当各DNA与表面活性剂形成的复合物之间相互作用形成沉淀后短链DNA才会发生构象缩拢。
对于阴离予表面活性剂,因其和DNA都带负电荷,它们之间的静电斥力使得二者几乎不发牛作用。非离子表面活性剂与DNA之间的相互作用与有机溶剂对DNA的影响相类似,即通过溶液的极性、粘度及介电常数来影响DNA的构相,也有人认为是通过氢键相瓦作用。一般认为只有在很高浓度的情况下非离子表面活性剂才能对DNA构象产生影响。
核小体是由DNA和组蛋白形成的染色质基本结构单位。组蛋白分为H1,H2A ,H2B,H3和H4等5种。其中,H1为连接组蛋白,H2A 和H2B 形成四聚体,H3和H4形成二聚体, 这样, 一个四聚体和两个二聚体形成一个组蛋白八聚体,DNA 就缠绕在组蛋白八聚体之上。每个核小体由146bp的DNA缠绕组蛋白八聚体1.75圈形成。核小体核心颗粒之间通过50bp左右的连接DNA相连。核小体的形状类似一个扁平的碟子或一个圆柱体,此时DNA的长度压缩7倍,称染色质纤维。染色质就是由一连串的核小体所组成。当一连串核小体呈螺旋状排列构成纤丝状时,DNA的压缩包装比约为40倍。纤丝本身再进一步压缩后,成为常染色质的状态时,DNA的压缩包装比约为1000。有丝分裂时染色质进一步压缩为染色体,压缩包装比高达8400,即只有伸展状态时长度的万分之一。
《脱氧核糖核酸与聚合物和表面活性剂的相互作用》一书是于2008年由Wiley-Interscience出版,作者是Rita Dias, Björn Lindman。
《脱氧核糖核酸与聚合物和表面活性剂的相互作用》一书主要围绕以下几方面的主题介绍:聚电解质:物理化学方面和生物学意义;核酸的溶液特征;单个DNA分子;DNA与溶液中表面活性剂的相互作用;DNA与阳离子聚合物的相互作用;组蛋白与DNA的相互作用;DNA的打开和关闭:核小体的理论;DNA与DNA的相互作用;DNA-两亲物复合物的水合作用;DNA-表面活性剂/液体界面的脂质复合物;固体表面的DNA和DNA表面活性剂复合物;DNA相干性互作相关力的作用;聚酰亚胺的模拟;交联DNA凝胶和凝胶颗粒;DNA作为一种两亲性聚合物;脂质- DNA的相互作用等。《脱氧核糖核酸与聚合物和表面活性剂的相互作用》旨在全面的讲解DNA与表面活性剂及聚合物之间的相互作用。
《脱氧核糖核酸与聚合物和表面活性剂的相互作用》作为一本介绍DNA与表面活性剂及聚合物的相互作用的专业图书,其内容全面充实,言简意赅,此外,还具有以下的特点:
1、本书提供了一个较为广泛的、最新的主题概述,为读者提供了理解导致DNA和不同物质之间复杂化的因素的基础,包括金属离子,聚电解质,精胺,亚精胺,表面活性剂和脂质和蛋白质。
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本书目录
1、聚电解质:物理化学方面和生物学意义
2、核酸的溶液特征
3、单个DNA分子:压缩和分解
4、DNA与溶液中表面活性剂的相互作用
5、DNA与阳离子聚合物的相互作用
6、组蛋白与DNA的相互作用:核糖体组装、稳定性、动力学和高级结构
7、DNA的打开和关闭:核小体的理论
8、DNA与DNA的相互作用
9、DNA-两亲物复合物的水合作用
10、DNA-表面活性剂/液体界面的脂质复合物
11、固体表面的DNA和DNA表面活性剂复合物
12、DNA相干性互作相关力的作用
13、聚酰亚胺的模拟:压实,表面吸附和约束
14、交联DNA凝胶和凝胶颗粒
15、DNA作为一种两亲性聚合物
16、脂质- DNA的相互作用:用于基因递送的纳米材料的结构-功能研究