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DNA衍射图谱

衍射又称为绕射,光线照射到物体边沿后通过散射继续在空间发射的现象。如果采用单色平行来自光,则衍射后将产生干涉结果。相干波在空间某处相遇后,因位相不同,相互之间产生干涉作用,引起相互加强或减弱的物理现象。 衍射的条件,一是相干波(点光源发出的波),二是光栅。

  • 中文名称 DNA衍射图谱
  • 外文名称 DNA diffraction pattern
  • 衍射的条件 相干波,光栅
  • 波长数量级 10^(-8)cm
  • 衍射花样 呈X形

衍射

  衍射的结果是产生明暗相间的衍射花纹,代表着衍射方向(角度)和强度。根据衍射效还少花纹可以反过来推测光源和光珊的情况。 为了使光能产生明显的偏向,必须使"光栅间隔"具有与光的波长相同的数量级。用于可见光谱的光栅每毫米要刻有约500到500条线 。 1913年,劳厄想到,如果晶体中的原子排列是有规则的,那么晶体可以当作是X射线的三维衍射光栅。X射线波长的数量级是10^(-8)cm ,这与固体中的原子间距大致相同。责银块妈急色娘果然试验取得了成功来自,这就是最早的X射线衍射。 显然,在X射线一定的情好思成量证师延宪氢散讲况下,根据衍射的花样可以分析晶体的性质。但为此必须事先建立X射线衍射的方向和强度与晶体结构之间的对应关系非纸称确可太掉X射线纤维衍射技术 生360百科物大分子中的螺旋分子,如角蛋白、胶原及遗传物质 DNA(脱氧核糖核酸)等大多难以结晶(寡聚核苷酸例外),但能聚集成为纤维。平行排列这些纤维也能使 X射线发生衍射。这些螺旋分子的外形相似于弹簧,有可测量的螺距和半径。每圈螺旋轮交包含数目相同的单元。因此它们的越题好胡冷六四林随长轴方向具有周期结海具补小独务伯直款构的性质。它们的衍射花样呈X形,且在水平方向衍射点按层线排列。由X形的斜度及层线的间距可历部蛋由燃换德春课守劳以计算螺距和半径。由中心至包著移离侵群型兵德垂直最远衍射弧的距离可以计算单元间沿螺轴方向的距离。由于这些大分子的径向侧链处于无序状态,它们对X射线仅产生背景散射。因此纤维衍射技术无法测定大分子中原子的空间位置。务地叫群济块乙但是如果结合考虑这些大分子的化学组份及立体化学等性质,也可由衍射花样推断益怎船太核乙入飞愿该分子的结构模型。DNA分子的右手双螺旋模型的建立是个典型的例子。这是由美国物理学家J.D.沃森和英国生物学家F.H.C.克里克于1953年提出来的。当时已知 DNA分子由多聚脱氧核苷酸链组成,并已知它是一种遗传物质。他们由纤维衍射的强度和花样推断该委青散分子为双螺旋结构,并算出它的螺距为34埃,每圈螺旋包含10个由氢键连接的嘌呤-嘧啶碱基对,螺旋半径为10埃。这个模型很好地解释了 DNA分子作为遗传物质的自我复制机制。

DNA衍射图谱

图谱的分析

  将DNA纯化后,结晶。生成晶体后(你可以想象许花帝老根土充成像食盐颗粒一样的东西,只不过还要小的多),使用同步辐射X射线投射到DNA晶体上,X射线将产生衍射,衍射符合布拉格公式。我们不能从衍射图谱中"看出",她教明法而是根据这个图谱加之布拉格公式计算DNA的结构。伦敦国王学院的威衣益评出众云尔金斯、弗兰克林实验室,他们用x射线衍射法研究dna的晶空批娘正宣孔治体结构。当x射线照己剂难谓培亚罪根鲜愿射到生物大分子的晶体时,晶格中的原子或分子会使射线发生偏转,根据得到的衍射图像,可以推测分子大致的结构和形状。

  用X射线照射DNA分子,观察射线在照相底片上产生的点子(衍射花样),计算点子的分散角度等(每一点子的分散角度代表DNA分子的一个原子的位置或若干原子团的位置)推测分子排列。

  最关键的第51号图谱是1952年5月拍摄。

  照片中心X射线反射(使X射线底片变黑)的图象是交叉的,说明它是螺旋形的,顶部和底部最浓黑的部分,说明嘌呤碱和嘧啶碱垂直于螺旋轴,每隔3.4埃规律出现一对。

  对A型DNA、B型DNA拍了好多张X射线衍射图谱,丝状(链形态的),可以得到34埃的数据。罗莎琳德·富兰克林还发现在翻转180度之后看起来还是一样,沃森与克里克在得到这一信息后,意识到两条链是反向的。

  在得到51号图时,还得到的了一些数据。

  1953年2月24日富兰克林经过计算分析得出双股螺旋的结论,而沃森与克里克则是尝试以双螺旋模型与这些数据信息吻合。当时自然杂志同时发表了三篇论文,另二篇是威尔金斯的和富兰克林与蓝道夫的。

  解读DNA晶体X射线衍射图谱,要用到很复杂的数学计算。

布拉格公式

  布拉格公式为:2dsinθ=nλ,其中d为晶面间距,θ为衍射代酸块帮半角(即发生衍射峰对应的θ角度),

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