Влияние природы противоионов на состояние ДНК в концентрированных бессолевых системах тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

Список обозначений

ВВЕДЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Глава I. КОНДЕНСИРОВАННЫЕ СОСТОЯНИЯ ДНК .II

§ I. Зависимость структуры растворов полиэлектролитов от концентрации .II

§ 2. Упорядоченные структуры ДНК в водных растворах

§ 3. Компактные структуры ДНК

Глава 2. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕОРИИ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ

§ I. Теория-Манинга

§ 2. Применение уравнения Пуассона-Больцмана для исследования полиэлектролитов

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

§ I. Используемые материалы и методики

§ 2. Потенциометрическое исследование растворов ДНК

§ 3. Спектрофотометрическое изучение растворов ДНК

§ 4. Переход спираль-клубок в концентрированных бессолевых растворах ДНК. Микрокалориметрические измерения

§ 5. Особенности состояния ДНК, иммобилизованной в полиакриламидном геле

§ 6. Компактные структуры иммобилизованной ДНК

Глава 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

§ I. Особенности Ц-ДНК

§ 2. Особенности связывания противоионов полиионом

ДНК в бессолевых растворах

§ 3. Зависимость свойств ДНК в экстремальных условиях от тонких различий в исходных образцах

§ 4. Анализ материального баланса ионов - метод исследования компактных структур

ВЫВОДЫ

Известно, что ДНК в ядре клетки находится в компактной форме и сконцентрирована в очень ограниченном объеме. Однако лишь в последнее время изучение конденсированных форм ДНК перешло от стадии накопления данных о явлениях, приводящих к образованию компактных структур, к попыткам выяснения их строения /I/. До сих пор неясны детали структуры компактного состояния , нет единого мнения о природе сил, приводящих к "коллапсу" ДНК. Недавно высказано мнение, что решающую роль в поддержании компактной структуры ДНК и упорядоченного расположения полиэлектролитных цепей в растворе играет взаимодействие полиион-противоионы. Показано, что в широком интервале концентраций растворы ДНК структурированы /3/.

Особый интерес представляет изучение бессолевых растворов. Их исследование имеет важное биологическое значение, так как показано, что из-за высокой концентрации в ядре клетки соотношение числа фосфатных групп ДНК и низкомолекулярных катионов в нем такое же, как и в бессолевых растворах ДНК /4/. Концентрированное бессолевое состояние ДНК практически не изучено: основное внимание исследователи уделяли разбавленным растворам ДНК, содержащим избыток низкомолекулярной соли. Между тем, установлено, что образование компактных и "жидкокристаллических" структур ДНК обычно происходит в растворах, содержащих небольшие количества низкомолекулярного электролита.

Разработанные несколько лет назад в лаборатории стабильных изотопов Химического факультета МГУ метод получения ионитов на основе ДНК и методики изучения ее ионообменных свойств позволили детально изучить взаимодействие ДНК с противоионами /5,6/. Особенностями состояния ДНК, иммобилизованной в полиакриламидном геле, являются ко-нформационная заторможенность и высокая концентрация, что позволяет рассматривать его как модель ДНК иг situ,. Другой подход, предложенный в этой же лаборатории, - исследование изоионных растворов Н-ДНК ( растворы ДНК, полученные пропусканием через смешанный слой ионитов). Он позволяет наблюдать образование компактных структур, вызываемое протонированием, при помощи кислотно-основного титрования /7,8/. В связи с недавними сообщениями о том, что взаимодействие ДНК /9/ и РНК /10/ с протоном играет большую роль при компак-тизации .их в головке фага, дальнейшее изучение этого взаимодействия на простых моделях становится весьма актуальным.

Целью настоящей работы является изучение физико-химических свойств концентрированных бессолевых растворов ДНК в широком интервале концентраций и связывания противоионов иммобилизованной ДНК.

Такие исследования являются актуальными не только для молекулярной биологии, но и для развития теорий полиэлектролитов, которые в последнее время наиболее интенсивно разрабатываются именно для бессолевых систем.

В работе впервые определены термодинамические параметры плавления Nar и Ll-ДНК в бессолевых растворах: энтальпия перехода спираль-клубок в этих растворах имеет значения, характерные для натив-ной ДНК ( 15 - 19 кДж/моль) . Показано, что температура плавления (Тпл) ДНК в бессолевом растворе является линейной функцией логарифма концентрации ДНК (Ср). Значения d Тпл/с1 ^Ср совпадают по величине с наклонами зависимости Тпл от С с, ( С^ - концентрация I-I зарядного электролита в растворе ДНК при С « Cs ). Это позвоir ляет предположить, что природа стабилизации двойной спирали ДНК в солевых и бессолевых растворах во многом одинакова. Полученные данные свидетельствуют о том, что ДНК в бессолевом растворе при температуре ниже 25° и С >3*10"^ М нативна. На основе сопоставления паir раметров плавления ДНК в бессолевом и содержащем поддерживающий электролит растворах оценены параметры плотности заряда нативной и денатурированной ДНК. Для Ll-ДНК в растворах LlCE обнаружено уменьшение ^ при понижении концентрации Ll+ .

Линейная зависимость Тпл от ^^р объяснена с точки зрения теории Манинга. Впервые решение уравнения Пуассона-Больцмана для полиэлектролитов применено для анализа результатов по переходу спираль-клубок в ДНК. В рамках этих теорий проведен анализ особенностей бессолевых растворов полиэлектролитов.

В работе показано, что измерение селективности ДНК, иммобилизованной в ПААГ, к ионам меди является надежным методом определения состояния ее вторичной структуры: константа равновесия ионного о. р. обмена в системе Са - C«jl увеличивается от 1,9 - 2,0 до 7,6 -8,2 при переходе от нативной к денатурированной ДНК.

Показано, что в изоионных растворах и в иммобилизованном состоянии образование компактных структур под действием гистонов или спермина сопровождается вовлечением 40-50^ противоионов ДНК в эти структуры. Компактные структуры иммобилизованной ДНК образуются также под действием НдО+ и Ll+ . Ионы НдО+ в некоторых случаях связываются иммобилизованной ДНК в сверхэквивалентном соотношении. Перечисленные явления зависят от тонких различий в образцах ДНК и хорошо воспроизводятся для одного и того же образца. Эти различия в образцах особенно сильно проявляются в экстремальных условиях бессолевой и иммобилизованной ДНК, хотя в растворах при С8» С все

Jr эти образцы ( согласно общепринятым критериям) являются одинаково нативными. Исследование связи свойств ДНК в экстремальных условиях с физико-химическими свойствами исходных препаратов нативной ДНК и их биологической активностью представляется перспективным для разработки дополнительных критериев нативности ДНК.

В работе использован комплекс физико-химических методов: потен-циометрия, микрокалориметрия, спектрофотометрия и метод ионного обмена.

Результаты работы могут быть использованы в лабораториях, зани' мающихся изучением ДНК и других полиэлектролитов, а также в спецкурсах по физической химии ДНК и растворов полиэлектролитов. Метод определения емкости ионитов на основе ДНК может быть применен в аналитических целях для анализа содержания иммобилизованных белков и нуклеиновых кислот.

Работа состоит из введения, двух глав литературного обзора, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов, списка литературы и приложения.

ЛИТЕРАТУР Hi ЫЙ ОБЗОР.

ВЫВОДЫ.

1. Методами микрокалориметрии, потенциометрии, спектрофотомет-рии и ионного обмена изучено влияние концентрации и природы противоионов на структуру и физико-химические свойства ДНК в бессолевых растворах и в иммобилизованном состоянии.

2. Методом сканирующей микрокалориметрии впервые определены энтальпии денатурации Na- и Ll-ДНК в концентрированных бессолеп о вых растворах. В интервале концентраций ДНК от 3,0*10 до 45-10 М они увеличиваются от 17 до 18 кДж/моль для Nsl-ДНК и от 15 до 19 кДж/моль для Ll-ДНК, т.е. по величине и характеру изменения совпадают с соответствующими величинами для разбавленных растворов ДНК в присутствии возрастающих количеств низкомолекулярного электролита.

3. Обнаружена линейная зависимость температуры плавления от логарифма концентрации ДНК в бессолевых растворах в широком интервале ( от 6*10 М до 45*10 М). Она описывается уравнениями:

Тпл = 90,2 + 18,3- Е^ср и Тпл - 95,1 + 18,2 - Е^.Ср для Na.- и Ll-ДНК, соответственно. Сопоставление этих зависимостей с литературными и полученными в настоящей работе результатами по зависимости Тпл от логарифма концентрации

Na и Lt при Cs2> С показывает, что механизм стабилизации двойной спирали ДНК в бессолевых и содержащих поддерживающий электролит растворах одинаков.

4. На основе теории Манинга объяснена линейная зависимость Т

11J1 от fx^Cp в бессолевых растворах ДНК. Рассчитаны параметры плотности заряда нативной и денатурированной ДНК» для

Ll-ДНК в растворах LlCt отмечено уменьшение ^ с уменьшением концентрации Ll* . Впервые данные по переходу спираль-клубок ДНК сопоставлены со следствиями из решения уравнения Пуассона-Больцмана для полиэлектролитов.

5. Впервые изучено образование компактных структур ДНК в системах: изоионный раствор ДНК - гистоны, иммобилизованная ДНК - спермин. Методами кислотно-основного титрования и ионного обмена показано, что компактизация под действием гистонов или спермина сопровождается включением 40-50$ противоионов ДНК внутрь этих структур.

6. Впервые обнаружено образование компактных структур ДНК, вызываемое ионами гидроксония, и сверхэквивалентное связывание НдО+ иммобилизованной ДНК. Эти явления зависят от тонких различий в образцах и хорошо воспроизводятся для одного и того же препарата нативной ДНК. Обсуждена проблема существования тонких различий, могущих влиять на биологическую активность, между препаратами ДНК, не отличающимися по физико-химическим свойствам в растворах при С5 » С .

Jr

Указано на перспективность изучения свойств ДНК в "стрессовых" ситуациях (бессолевые растворы, иммобилизованное состояние), где эти отличия способны проявляться и могут служить дополнительными критериями нативности исходного препарата ДНК.

7. Данные всех использованных в работе физико-химических методов свидетельствуют о специфическом связывании Ll+ с ДНК. Это приводит к большей стабилизации вторичной структуры Ll-ДНК по сравнению с Na - и К-ДНК. Обнаружено, что LL+ (как и НдО+) способен вызывать образование компактных структур иммобилизованной ДНК.

8. Показано, что по величине константы ионного обмена (ОС) в сир. р. стеме Са -Си можно судить о степени денатурации ДНК в твердой фазе: при переходе от нативной к денатурированной ДНК а увеличивается от 1,8 - 2,0 до 7,6 - 8,2.

1. Schellman J.A., Parthasarathy Ж. X-ray diffraction studies on cation collapsed DM.- J.Mol.Biol., 1984, v175, Ю, P313-329.

2. Fried M.G., Bloomfield V.A. ША gelation in concentrated solutions.- Biopolymers, 1984, v23, H11 Pt.1, p2141-2155.

3. Spitkovsky D.M. On the mechanisms of interrelationship between ША and the chromatin histone component in eukaryotic cells.-Studia Biophys., 1978, v67, N1, p7-8.

4. Кузнецов И.А., Хамизов Р.Х,, Недогарок Л.П. Ионообменные свойства ДНК, иммобилизованной в полиакриламидном геле.- Мол.Биология, 1981, т.15, №3, с.562-567.

5. Кузнецов И.А., Каргов С.И., Хамизов Р.Х., Горшков В.И. Ионообменные свойства иммобилизованной ДНК: влияние концентрации полимера и природы растворителя на обмен ионов щелочных металлов.- Мол.Биология, 1983, т.17, Р2, с.403-409.

6. Кузнецов И.А., Ячменев В.В., Белоусов П.С., Пижонков А.Г., Шагалов Л.Б., Вайнберг Ю.П. Влияние концентрации и природы 1-1-валентных электролитов на кислотно-основное равновесие в растворах ДНК.- Мол.Биология, 1976, т.10, Р2, с.270-277.

7. Кузнецов И.А., Филиппов С.М., Хамизов Р.Х. Кислотно-основные свойства и вторичная структура ДНК в изоионных растворах.-Мол.Биология, 1978, т.12, Р4, с.748-758.

8. Matzeu М., Quaranta О.М., Onori G. Secondary structure of T2 intraphage ША: a spectrophotometric study.- Uuovo Cimento Soc.1.al.Fis., 1983, v2D, N5, p1480-1488.

9. Piers W. Structure and function of ЮТА bacteriophages.- in Comprehensive virology, v13 / H.Fraenkel-Conrat, R.R.Wagner eds., Plenum press, Hew York-London, 1979, Ch.3, рб9-204.

10. Ascoli F., Botre C., Grescenzi V., Mele A., Liquori A.M. Influence of counterion association on the configurarational stability of deoxyribonucleic acid in solution.- Nature, 1959, v184, N4697, p1482-1483.

11. Kowblansky M., Zema P. Interaction of sodium ions with the sodium salts of poly(ac:rylic/acrylamide) copolymers of varying charge density.- Macromolecules, 1981, v14, N1, pl66-170.

12. Katchalsky A. Polyelectrolytes.- Pure Appl.Chem., 1971, v26, НЗ, P327-374.

13. Фрайфельдер Д. Физическая биохимия: применение физико-химических методов в биохимии и молекулярной биологии.- "Мир", М., 1980.

14. Chapman R.E., Sturtevant J.M. Volume changes accompanying thermal denaturation of deoxyribonucleic acid. II. Denaturation at alkaline pH.- Biopolymers, 1970, v9, N4, P445-457.

15. Привалов П.Л. Теплота плавления двойной спирали ДНК.- Мол.Биология, 1969, т.З, №5, с.690-695.17.,Shiao D.D., Sturtevant J.M. Heats of thermally induced helix-coil transitions of ША in aqueos solution.- Biopolymers, 1973» v12, N8, p1829-1836.

16. Granot J., Fiegon J., Kearns D.R. Interactions of DM with di31valent metal ions. I. ^ P-lffl studies.- Biopolymers, 1982,v21, N1, p181-201.

17. Granot J., Kearns D.R. Interaction of DHA with divalent metal ions. II. Proton relaxation enhancement studies.- Biopolymers, 1982, v21, N1, p203-218.

18. Bleam M.L., Anderson Ch.F., Record M.Th., Jr., Sodium-23 nuclear magnetic resonance studies of cation-deoxyribonucleic acid interactions.- Biochemistry, 1983, v22, N23, P5418-5425.

19. Grassian V., Brady G.W., Benham. C.J. X-ray conformational study of the DM duplex in solution.- Biopolymers, 1983, v22, 1T6, P1523-1543.

20. Foster K.R., Stuchly M.A., Kraszewski A., Stuchly S.S. Microwave dielectric absorption of DM in aqueous solution.- Biopolymers, 1984, v23, ИЗ, Р593-599.

21. Brian A.A., Frisch H.L., Lerman L.S. Thermodynamics and equilibrium sedimentation analysis of the close approach of DM molecules and molecular ordering transition.- Biopolymers, 1981, v2o, 1T6, p1305-1328.

22. Richard A.J. The effect of alkali-metal chlorides and of spermidine and spermine on the swelling pressures of DM gels in the ultracentrifuge.- Biopolymers, 1984, v23, N7, p1307-1313.

23. Благой Ю.П., Сорокин В.А., Божко Г.х., Валеев В.А., Хоменко

24. С.А. Исследование влияния ионов натрия и примесей многовалентных металлов на тепловую денатурацию ДНК.- Studia Biophys., 1977, v65, Ж1, рб5-б7.

25. Auer Н.Е., Alexandrowicz Z. Sedimentation, diffusion and osmotic pressure of sodium ША in salt-free solution.- Biopolymers, 1969, v8, N1, p1-20.

26. Кузнецов И.А., Аполонник H.B., Ячменев В.В. Необратимые изменения вторичной структуры в концентрированных водных растворах ДНК.- Мол.Биология, 1978, т.12, Р2, с.464-471.

27. Rau D.C., Bloomfield V.A. Transient electric birefrigence of T7 viral DM.- Biopolymers, 1979, v18, 1111, p2783-2805.

28. Bloomfield Y.A., Wilson R.W., Rau D.C. Polyelectrolyte effects in DM condensation by polyamines.- Biophys. Chem.,1980, v11,1. N3,4, р339-343.

29. Post С.В., Ziram В.Н. Theory of DM condensation: collapse versus aggregation.- Biopolymers, 1982, v21, N11, p2133-2137.

30. Odijk T. Possible scaling relations for semidilute polyelectro-lyte solutions.- Macromolecules, 1979, v12, N4, p688-693.

31. Manning G.S. A unified model for bending and breathing fluctuations in DNA.- Struct.Dyn.: Nucleic Acids Proteins, Proc.Int. Symp., E.Clementi, R.H.Sarma eds,, / Adenine press, New York, 1983, p289-300.

32. Mandel M. Polyelectrolyte solutions without added salt.Concentration effects and condensation.- Eur.Polym.J., 1983, v19, N10-11, p911-918.

33. Sakamoto M., Hayakawa R., V/ada Y. Dielectric relaxation of DNA solutions. III. Effects of DNA concentration, protein contamination, and mixed solvents.- Biopolymers, 1979, v18, N11, p2769-2782.

34. Marion Ch., Roux В., Hanss M. Orientational interactions in low-concentration DNA solutions.- Biopolymers, 1983, v22, N11,p2353-2366.

35. Koene R.S., Mandel M. Scaling relations for aqueous polyelectrolyte salt solutions. 1. Quasi-elastic light scattering a function of polyelectrolyte concentration and molar mass.- Macro-molecules, 1983, v16, N2, p220-227.

36. Koene R.S., Nicolai Т., Mandel M. Scaling relations for aqueouspolyelectrolyte-salt solutions.2. Quasi-elastic light scattering as a function of polyelectrolyte concentration and salt concentration.- Macromo.lecules, 1983, v16, Ж2, p227-231.

37. Koene R.S., Nicolai Т., Mandel M. Scaling relations for aqueous polyelectrolyte-salt solutions. 3* Osmotic pressure as a function of molar mass and ionic strength in the semidilute regime.- Macromolecules, 1983, v16, N2, p231-236.

38. Fuoss R.M., Katchalsky A., Lifson S. The potential of an infinite rod-like molecule and the distribution of counterions.-Proc.Hat1.Acad.Sci.USA, 1951, v37, N8, p579-589.

39. Alfrey Т.,Jr.-, Berg P.W., Morawetz H. The counterion distribution in solution of rod-shaped polyelectrolytes.- J.Polym.Sci., 1951, v7, H5, P543-547.

40. Кузнецов И.А., Аполонник H.B., Ячменев В.В., Шагалов Л.Б., Вай-нберг Ю.П. Влияние природы однозарядного противоиона на вторичную структуру ДНК в водных растворах.- Биофизика, 1977, т.22, №1, с.38-41.

41. Кузнецов И.А., Попенко В.Ф., Филиппов С.М. Антитиксотропные свойства изоионных растворов ДНК.- Биофизика, 1978, т.23, РЗ, с.539-541.

42. Riley D.P., Oster G. X-ray diffraction investigation of aqueous system of desoxyribonucleic acid ( sodium salt).- Biochim.Bio-phys.Acta, 1951, v7, p526-546.

43. Robinson C. Liquid-crystalline structures in polypeptide solutions.- Tetrahedron, 1961, v13, N1-3, p219-234.

44. Luzzati V., Uicolaieff A., Masson P. Structure de l'acide deso-xyribonucleique en solution: etude por diffusion des rayons X aux petits angles.- J.Mol.Biol., 1961, v3, N2, p185-201.

45. Stigter D. Interactions of highly charged colloidal cylinders with applications to double-stranded ША.- Biopolymers, 1977,v16, 1T7, p 1435-1448.

46. Rill R.L., Hillard P.R., Jr., Levy G.S. Spontaneous ordering of

47. DNA. Effect of intermolecular interactions on ША motional dyna13 31mics monitored by ^С and ^ P nuclear magnetic resonanse spectroscopy.- J.Biol.Chem., 1983, v258, N1, p250-256.

48. Kirkwood J.G., Mazur J. The radial distribution functions of electrically charged macromolecules in solution.- J.Polym.Sci., 1952, v9, N6, p519-524.

49. Rice S.A., Doty P. The thermal denaturation of deoxyribose nucleic acid.- J.Am.Chem.Soc., 1957, v79, N15, P3937-3947.

50. May P. The influence of temperature on the dissociation and formation of aggregates of thermally denatured ША. Comparison of this influence of temperature with the phenomena of denaturation and renaturation of DM.- J.Mol.Biol., 1964, v9, N1, р2бЗ-265.

51. Eigner J., Doty P. The native, denatured and renatured states ofdeoxyribonucleic acid.- J.Mol.Biol., 1965, v12, N3, P549-580.

52. Basu S. Spectrophotometry studies on aggregation of denatured • DNA.- Z.Naturf orsch.B,1969, v24, N1, рЮб-109.

53. Mandelkern M., Dattagupta IT., Crothers D.M. Conversion of В ША between solution and fiber conformation.- Proc.Natl.Acad.Sci.USA, 1981, v78, 117, p4294-4298.

54. Hall S.B., Schellman J.A. Plow dichroism of capsid DIJA phages. I. Past and slow T4B.- Biopolymers, 1982, v21, N10, p1991-2010.

55. Tikhonenko T.I. Structure of viral nucleic acids uv situ, . in Comprehensive virology v5 / H.Praenkel-Conrat, R.R.Wagner eds.-Plenum press, New York - London, 1975, Ch.1, p1-117.

56. Сухоруков Б.И. Протолитические процессы нуклеиновых кислот и стабильность генома.- Доклады 1У Международного Биофизического конгресса. Пущино-на -Оке, 1973, с.780-791.

57. Zimmer Ch., Triebal H. Conformational changes in DNA. Stucture induced by protonation: reversible and irreversible acid titrations and sedimentation measurements.- Biopolymers, 1969, v8, N5, P573-593.

58. Филиппов C.M. Исследование физико-химических свойств изоионных растворов ДНК.- Автореферат Дисс.* *'канд.хим.наук.- М., МГУ, 1979.

59. Zehfus М.Н., Johnson W.C., Jr., Conformation of P-form DNA.-Biopolymers, 1984, v23, N7, p1269-1281.

60. Dore E., Frontali C., Gratton E. Physicochemical description of a condensed form of DNA.- Biopolymers, 1972, v11, N2, p443-459.

61. Dore E., Prontali C., Notargiacomo S. Electron microscopic observation of DNA condensates at low pH values.- J.Mol.Biol., 1973, v78, N2, p391-393.

62. Dore E., Prontali C., Gratton E. Effect of temperature on acid condensation of DNA.- Biopolymers, 1973, v12, N5, p1171-1176.

63. Fulmer A.W., Fasman G.D. Ionic strength-dependent conformational transition of chromatin.Circular dichroism and thermal de-naturation studies.- Biopolymers, 1979, v18, N11, p2875-2891.

64. Schlessinger P.В., Dattagupta N., Crothers D.M. Unfolding of 175-base-pair nucleosomes.- Biochemistry, 1982, v21, N4, p664-669.

65. Mita K., Zama M., Ishimura S., Niimura N., Kaji K., Hirai M., Ishikawa Yo. Small angle neutron scattering studies of the structure of nucleosome cores at low ionic strength.- Physica B, 1983, v120 B+C, N1-3, P436-439.

66. Thomas T.J., Bloomfield V.A. Ionic and structure effects on the thermal helix-coil transition of DNA complexed with natural and synthetic polyamines.- Biopolymers, 1984, v23, N7, p1295-1306.

67. Allison S.A., Herr J.C., Schurr J.M. Structure of viral \p29

68. ША condensed by simple triamines: a light-scattering and electron-microscopy study.- Biopolymers, 1981, v20, N3, p469-488.

69. Braunlin W.H., Strick T.J., Record M.Th., Jr. Equilibrium dialysis studies of polyamine binding to DNA.- Biopolymers, 1982, v21, 117, p1301-1314.

70. Thomas T.J., Bloomfield V.A. Collapse of DNA caused by trivalent cations: pH and ionic specificity effects.- Biopolymers, 1983, v22, 114, p1097-1106.

71. Wilson R.W., Bloomfield V.A. Counterion-induced condensation of deoxyribonucleic acid. A light-scattering study.- Biochemistry, 1979, v18, N11, p2192-2196.

72. Pdst C.B., Zimm B.H. Light-scattering study of DNA condensation: competition between collapse and aggregation.- Biopolymers, 1982, v21, N11, p2139-2160.

73. Lerman L.S. Transition to a compact form of DNA in polymer solutions.- Proc.Natl.Acad.Sci.USA, 1971, v68,N8, p1886-1890.

74. Evdokimov Yu.M., Platonov A.L., Tikhonenko A.S., Varshavskii Ya.M. Compact form of double-stranded DNA in solution.- FEBS Lett., 1972, v23, N2, p180-184.

75. Jordan C.P., Lerman L.S., Venable J.H., Jr. Structure and circular dichroism of DNA in concentrated polymer solutions.- Nature New Biology, 1972, v236, N64, p67-70.

76. Imre V.E., Luisi P.L. Solubilization and condensed packaging of nucleic acids in reversed micelles.- Biochem.Biophys.Res. Comm., 1982, v107, N2, p538-545.

77. Post С.В., Zimm В.Н. ША condensation and how it relates to phase equilibrium in solution.- Biophys.J., 1980, v32, N1, p448-450.

78. Гросберг А.Ю., Ерухимович И.Я., Шахнович Е.й. К теории компак-тизации ДНК в полимерном растворе.- Биофизика, 1981, т.26, Р5, с.897-905.

79. Grosberg A.Yu., Erukhimovitch I.Ya., Shakhnovitch E.I. On the theory of -condensation.- Biopolymers, 1982, v21, N12, p2413-2432.

80. Tanaka P. Concentration dependent collapse of a large polymers.- J.Chem.Phys., 1983, v78, N5, p2788-2794.

81. Eickbush Th.H., Moudrianakis E.N. The compaction of ША helices into either continuous supercoils or folded-fiber rods and toro-ids.- Cell, 1978, v13, N2, p295-306.

82. Потаман В.Н., Шляхтенко Л.С. Диаграмма состояния ДНК в смесях вода соль - этанол. - Мол. Биология, 1982, т.16, №5, с.930-937.

83. Manning G.S. Limiting laws and counterion condensation in poly-electrolyte solutions. I. Colligative properties.- J.Chem.Phys.- 1969, v51, N3, P924-933.

84. Manning G.S. Limiting laws and counterion condensation in poly-electrolyte solutions. II. Self-diffusion of the small ions.-J.Chem.Phys., 1969, v51, N3, Р934-938.

85. Manning G.S. Limiting laws and counterion condensation in poly-electrolyte solutions. III. Analysis based on the Mayer ionic solution theory.- J.Chem.Phys., 1969, v51, N8, p3249-3252.

86. Anderson Ch.F., Record M.Th., Jr. The relationship between the Poisson-Boltzmann model and the condensation hypothesis: an analysis based on the low salt form of the Donnan coefficient.-Biophys.Chem., 1980, v11, N3,4, P353-360.

87. Stigter D. A comparison of Manning's polyelectrolyte theory with the cylindrical Gouy model.- J.Phys.Chem., 1978, v82, N14, р1бОЗ -1606.

88. Manning G.S. The molecular theory of polyelectrolyte solutions with application to electrostatic properties of polynucleotides.- Quart.Rev. Biophys., 1978, v11, 112, p179-24-6.

89. Kowblansky M., Ander P. Interactions of multivalent coions and sodium ions with polyelectrolytes by diffusion studies.- J. Phys.Chem., 1976, v80, N3, p297-302.

90. Iwasa K., Kwak J.C.T. The contribution of higher order cluster terms to the activity coefficients of the small ions in polyelectrolyte solutions.- J.Phys.Chem., 1977,v81, 115, p408-412.

91. Manning G.S. Counterion binding in polyelectrolyte theory.-Accts.Chem.Res., 1979, v12, N12, p443-449.

92. Manning G.S. Limiting laws and counterion condensation in polyelectrolyte solutions. 6. Theory of titration curve.- J.Phys. Chem., 1981, v85, N7, p870-877.

93. Granot J., Kearns D.R. Interaction of DNA with divalent metal ions. III. Extent of metal binding: experiment and theory.-Biopolymers, 1982, v21, 111, p219-232.

94. Kielman H.S., Van der Hoeven J.M.A.M., Leyte J.C. Nuclear magnetic relaxation of sodium-23 and lithium-7 ions in polyphosphate solutions.- Biophys.Chem., 1976, v4, N1, p103-111.

95. Reuben J., Shporer M., Gabbay E.J. Alkali ion-DNA interaction as reflected in the nuclear relaxation rates of sodium-23 and rubidium-87.- Proc.Natl.Acad.Sci.USA, 1975, v72, N1, p245-247.

96. Rose D.M., Polnaszek C.F., Bryant R.G. 25Mg-NMR investigations on the magnesium ion-DNA interaction.- Biopolymers, 1982, v21, N3, p653-664.

97. Manning G.S. Limiting laws for equilibrium and transport properties of polyelectrolyte solutions.- in Polyelectrolytes v1, ^.Selegny ed./ D.Reidel Publ.Go., Dordrecht Holland/ Boston -USA, 1974, P9-37.

98. Rinaudo M. Comparison between experimental results obtained with hydroxylated polyacids and some theoretical models.- in Polyelectrolytes v1, Selegny ed./ D.Reidel Publ.Co., Dordrecht Holland/ Boston - USA, 1974, p157-193.

99. Франк-Каменецкий М.Д. Самая главная молекула.- Библиотечка "Квант" /М., "Наука", 1983.

100. Бирштейн Т.М., Птицын О.Б. Конформации макромолекул.- М.В.Воль-кенштейн ред./ "Наука", М., 1964, Гл.II, с.353.

101. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика, т.5 Статистическая физика ч.1, 3-е изд.испр. и доп.- "Наука", М., 1976.

102. Crothers D.M. Calculation of melting curves for DNA.- Biopolymers, 1968, v6,N10, p1391-1404.

103. Lazurkin Yu.S., Prank-Kamenetskii M.D., Trifonov E.N. Melting of DNA: its study and application as a research method.- Biopolymers, 1970, v9, N11, p1253-1306.

104. Lyubchenko Yu.L., Prank-Kamenetskii M.D., Vologodskii A.V., Lazurkin Yu.S., Gause G.G., Jr. Pine structure of DNA melting curves.- Biopolymers, 1976, v15, N6, рЮ19-ЮЗб.

105. Manning G.S. Application of polyelectrolyte "limiting laws" tothe helix-coil transition of DNA. I. Excess univalent cations.- Biopolymers, 1972, v11, N5, p937-949.

106. Dove W.F., Davidson II. Cation effects on the denaturation of deoxyribonucleic acid (DNA).- J.Mol.Biol., 1962, v5, N3, p467-478.

107. Kotin L. Effect of ionic strength on the melting temperature of deoxyribonucleic acid (DNA).- J.Mol.Biol., 1963, v7, N3, P309-311.

108. Record M.Th., Jr. Electrostatic effects on polynucleotide transitions. Behavior at neutral pH.- Biopolymers, 1967, v5, N10, P975-992.

109. Record M.Th., Jr. Electrostatic effects on polynucleotide transitions. II. Behavior of titrated systems.- Biopolymers, 1967, v5, N10, p993-1008.

110. Privalov P.L., Ptitsyn O.B., Birshtein T.M. Determination of stability of the DNA double-helix in an aqueous medium.- Biopolymers, 1969, v8, N5, P559-571.

111. Record M.Th., Jr. Effects of sodium and magnesium ions on the helix-coil transition of DNA.- Biopolymers, 1975, v14, N10, P2137-2158.

112. Record M.Th., Jr., Woodbury Ch.P., Lohman T.M. Sodium ion effects on transitions of DNA and polynucleotides of variable linear charge density.- Biopolymers, 1976, v15, N5, p893-915.

113. Record M.Th., Jr., Lohman Т.Н., de Haseth P. Ion effects on li-'gand-nucleic acid interactions.- J.Mol.Biol., 1976, v107, N2,1. Р145-158.

114. Manning G.S. The application of polyelectrolyte limiting lawsto the helix-coil transition of DNA. VI. The numerical value taxial phosphate spacing fogof theMioil form.- Biopolymers, 1976, v15, N12, p2385~2390.

115. Manning G.S. Application of polyelectrolyte "limiting laws" to the helix-coil transition of DNA. II. Effect of Mg2+ counterions.- Biopolymers, 1972, v11, N5, Р951-955.

116. Mingot P. Quantitative test of Record's theory for proton-induced lowering of ША melting temperature.- Biopolymers, 1981, v20, N10, p2121-2136.

117. Кузнецов Й.А., Мезенцев А.И., Мошковский Ю.Ш., Дуканин А.С. Влияние ионов щелочных металлов на вторичную структуру ДНК. II. Температуры плавления и вязкость различных солей ДНК.-Биофизика, 1967, т.12, №3, с.373-376.

118. Gruenwedel D.W., Hsu С.Н., Lu D.S. The effects of aqueous neutral-salt solutions on the melting temperatures of deoxyribonucleic acids.- Biopolymers, 1971, v10, N1, p47-68.

119. Manning G.S. Theoretical evidence for the coupling of winding to compression in the solution conformations of duplex DNA.-Biopolymers, 1981, v20, N11, p2337-2350.

120. Benham C.J. The cylindrical Poisson-Boltzmann equation. I.Transformations and general solutions.- J.Chem.Phys., 1983, v79, N4, Р1969-1973.

121. Katchalsky A. Problems in physical chemistry of polyelectrolytes.- J.Polym.Sci., 1954, v12, N67, p159-184.

122. Lifson S., Katchalsky A. The electrostatic free energy of polyelectrolyte solutions. II. Fully stretched macromolecules.-J.Polym.Sci., 1954, v13, N68, p43-55.

123. Katchalsky A., Shavit N., Eisenberg H. Dissociation of weak polymeric acids and bases.- J.Polym.Sci., 1954,v13, N68, p69-84.131# Zimm B.H., Le Bret M. Counter-ion condensation and system dimensionality.- J.Biomol.Struct.Dyn. , 1983, v1, N2, p461-471.

124. Alexandrowicz Z., Katchalsky A. Colligative properties of polyelectrolyte solutions in excess of salt.- J.Polym.Sci., 1963, Pt.A v1, N10, p3231-3260.

125. Stigter D. The charged colloidal cylinder with a Gouy double layer.- J.Colloid Interf.Sci., 1975, v53, N2, p296-306.

126. Granot J. Effect of finite size on the solution of the Poisson -Boltzmann equation: application to the binding of divalent metal ions.- Biopolymers, 1983, v22, N7, p1831-1841.

127. Troll M., Zimm B.H. Dielectric saturation effects in cylindrical polyelectrolytes.- J.Phys.Chem., 1983, v87, N17, P3197-3201.

128. Wilson R.W., Rau D.C., Bloomfield V.A. Comparison of polylec-trolyte theories of the binding of cations to DNA.- Biophys. J., 1980, v30, N2, p317-326.

129. Skolnick J., Fixman M. Charge interactions in cylindrical polyelectrolytes. Macromolecules, 1978, v11, N5, p867-871.

130. Fixman M., Skolnick J. Polyelectrolyte excluded volume paradox.- Macromolecules, 1978, v11, N5, p863-867.

131. Ramanathan G.V., Woodbury C.P., Jr. Statistical mechanics of electrolytes and polyelectrolytes. II. Counterion condensation on line charge.- J.Chem.Phys., 1982, v77, N7, p4133-4140.

132. Ramanathan G.V., Statistical mechanics of electrolytes and polyelectrolytes. III. The cylindrical Poisson-Boltzmann equation.- J.Chem.Phys., 1983, v78, N6 Pt.6, p3223-3232.

133. Wennerstrom H., Jonsson В., Linse P. The cell model for polyelectrolyte systems. Exact statistical mechanical relations, Monte Carlo simulations, and the Poisson-Boltzmann approximation.- J.Chem.Phys. , 1982, v76, N9, P4665-4670.

134. Vlachy V. On the viral equation for the osmotic pressure of linear polyelectrolytes.- J.Chem.Phys., 1982, v77, IT11, p5823 -5825.

135. Bratko D. Comment on "Exact statistical mechanical relations for the cell model of polyelectrolyte solutions".- Chem.Phys. Lett., 1983, v96, N2, p263-265.

136. Le Bre.t-M., Zimm B.H. Monte Carlo determination of the distribution of ions about a cylidrical polyelectrolyte.- Biopolymers, 1984, v23, N2, p271-285.

137. Clementi E. Structure of water and counterions for nucleic acids in solution.- Struct.Dyn.: Nucleic Acids Proteins, Proc. Int.Symp., E.Clementi, R.H.Sarma eds.,/ Adenine press, New York, 1983, p321-364.

138. Klein B.J., Pack G.R. Calculations of the spatial distribution charge density in the environment of DNA.- Biopolymers, 1983, v22, N11, p2331-2352.

139. Lee W.K., E.W. Prohofsky Structure of hydrated Na+ ions around a region of A or В-DNA helix.- Biopolymers, 1984, v23, N2, p257-270.

140. Klein B.K., Anderson Ch.F., Record M.Th.,Jr. Comparison of Poisson-Boltzmann and condensation model expressions for the colligative properties of cylindrical polyions.- Biopolymers, 1981, v20, N10, p2263-2280.

141. Anderson Ch.F., Record M.Th., Jr. Polyelectrolyte theories and their application to DNA.- Ann.Rev.Phys.Chem., 1982, v33» p191-222.

142. Fixman M. The Poisson-Boltzmann equation and its application to polyelectrolytes.- J.Chem.Phys., 1979, v70,N11,p4995-5005.

143. Гельферих Ф. Иониты.- ИЛ, M., 1962.

144. Спирин А.С. Спектрофотометрическое определение суммарного количества нуклеиновых кислот,- Биохимия, 1958, т.23,с.656-662.

145. Пешкова В.М., Громова М.И. Методы абсорбционной спектроскопии в аналитической химии.- "Высшая школа", М., 1976, с.175.

146. Кузнецов И.А., Каргов С.И., Козлов А.Г. Взаимодействие иммобилизованной ДНК с ионами щелочных металлов и аммония,- Мол.Биология, 1984, т.18, Р6, с.I583-1589.

147. Spedding F.H., Powell J.E., Swec H.J. A laboratory method for separating nitrogen isotopes by ion exchange.- J.Am.Chem.Soc., 1955, v77, N23, рб125-б132.

148. Zimmer Ch., Venner H. Protonation cytosine in D1TA.- Biopolymers,1966, v4, N10, p1073-1079.

149. Спитковский Д.М., Андрианов В.Т., Писаревский А.Н. Радиационная биофизика нуклеопротеида.- "Атомиздат", М., 1969.

150. Walker 1.0. Electrometric and spectrophotometric titration of histone and deoxyribonucleohistone.- J.Mol.Biol., 1965, v14, N2, Р381-398.

151. Berestetskaya I.V., Prank-Kamenetskii M.D., Lazurkin Yu.S. Effect of ionic conditions on DNA melting curve parameters.-Biopolymers, 1974, v13, N1, p193-205.

152. Gotoh 0., Wada A., Yabuki S. Salt-concentration dependence of melting profiles of lambda phage DNA: evidence for long-range interactions and pronounced end effects.- Biopolymers, 1979, v18, N4, p805-824.

153. Blake R.D., Haydock P.V. Effect of sodium ion on the high-resolution melting of lambda DNA.- Biopolymers, 1979, v18, N12,1. Р3089-3109.

154. Filimonov V.V., Privalov P.L. Thermodynamics of base interaction in (A) and (AU) J.Mol.Biol., 1978, v122, N4,p465-470.

155. Wang J.G. Helical repeat of DNA in solution.- Proc.Natl.Acad. Sci.USA, 1979, v76, N1, p200-203.

156. Coates J.H., Jordan D.O., Srivastava V.K. The binding of cop-per(II) ions to DNA.- Biochem.Biophys.Res.Comm., 1965, v20, N5, рб11-б15.

157. Zimmer Ch., Binding of divalent metal ions to nucleic acids and effect on the conformation of DNA.- Z.Chem., 1971, v11, N12, p441-458.

158. Chao Y.-Y.H., Kearns D.R. Magnetic resonance studies of copper (II) interaction with nucleosides and nucleotides.- J.Am.Chem. Soc., 1977, v99, N19, p6425-6434.

159. Ageno M., Dore E., Frontali C. Transition to a new state of DNA in solution, possibly related to intraphage condensed DNA.- Atti.Accad.Naz.Lincei, Cl.Sci.Fis., Mat.Natur., Rend., 1969, v47, N5, p295-312.

160. Кузнецов И.А., Филиппов C.M., Воронцова О.В. Зависимость электропроводности изоионных растворов ДНК от температуры. Расчет констант диссоциации первичных фосфатных групп.- Мол.Биология, 1979, т.13, №3, с.543-549.

161. Кузнецов И.А., Королев Н.И., Филиппов С.М., Хамизов Р.Х. Ком-пактизация ДНК, вызываемая протонированием. Кондуктометричес-кое титрование изоионных растворов и ионообменные свойства иммобилизованной ДНК.- Мол.Биология, 1983, т.17, PI,c.I53-I6I.

162. Kuznetsov I.A., Apolonnik N.V. The equivalent conductivity of aqueous salt-free solutions of DNA. The influence of univalent counterions.- Biopolymers, 1981, v20, N10, p2083-2091.

163. Wilczok Т., Slotwinska-Palugniok E., Kochanska-Dziurowicz A.,