PREVODNOST IN ELEKTROMAGNETNO SEVANJE BAKTERIJSKEGA DNA

PREVODNOST IN ELEKTROMAGNETNO SEVANJE BAKTERIJSKEGA DNA(seminar)

Mentor: prof. Rudolf PodgornikAvtor: Gaper Glavan

UVOD:Prevodnost DNA:I-U krivuljeTemperaturna odvisnostFrekvenna odvisnostSevanje bakterijskega DNA:Teorija sevanja:Elektroni v DNA zankiMagnetni moment elektronaMerjenje sevanja

Prevodnost DNA:Kljub raziskavam mehanizem prenosa naboja ostaja nerazjasneno podrojePrevodnost mono odvisna od temperature, to odvisnost zelo dobro opie Arrheniusov izraz Frekvenna odvisnost prevodnosti se dobro ujema s teoretio napovedjo mehanizma poskone vrzeliMeritve izvajali na mokro vleenih vlaken Li-DNA:Tok v odvisnosti od napetosti pri razlinih temp.Prevodnost v odvisnosti od temperature pri razlinih jakostih elektrinega polja

Priprava mokro vleenih vlaken DNA:Vzorci so bili pripravljeni iz telejega timusa (prieljc)Z mokrim vrtenjem in nato suenjemTa metoda omogoa kontrolirano produkcijo zadostnih koliin makroskopsko orientiranih v tanke sloje namotana DNA vlakenShema aparature za pripravo mokrovleenih DNA vlaken. A-precizna rpalka;B-predilo; C-zrani stolpec; D-vodilo oblike V;E-valj prevleen s teflonom; F-povratna rpalka;H-steklena posoda; J-ventil

Posueni sloji Li-DNA so debeline 3-4 mm in povrine 10-20 mm2Te sloje so nato razrezali pravokotno na orientacijsko os in jih pri meritvi prevodnosti uporabili v razsutem stanju vzorca

Mokro vleena vlakna DNA

Slika DNAv vzorcuKrivulje tok-napetost:Tokovno-napetostne krivulje merjene:na vzorcu mokro vleenih vlaken Li-DNA pri 75% relativne vlanostipri fiksni temperaturiv homogenem elektrinem polju meritev je potekala vzporedno z orientacijsko osjo DNA

Elektrini tok se pri znianju temperature za priblino 20 K zmanja za priblino velikostni red pri doloeni napetostiKar kae na hitro poveevanje upornosti z manjajoo se temperaturoSkoraj linearno obmoje okrog napetosti 0 V z nianjem temperature postane bolj poevnoNelinarnost krivulj I-U je predvsem posledica elektrinega polja, induciranega zaradi poveanja tevila nosilcev nabojaOpaena je bila ibka anizotropija pri sobni temperaturi med meritvami izvedene pravokotno oz. vzporedno na makroskopsko orientacijsko os DNA. Anizotropija je velikostnega reda: / 3

Meritve prevodnost-temperatura:Vpliv elektrinega polja na temperaturno odvisnost prevodnosti merjena:na vzorcu mokro vleenih vlaken Li-DNA pri 75% relativne vlanostiv homogenem elektrinem polju merjena vzporedno z orientacijsko osjo DNA

prevodnost v odvisnosti od temperature merjena:na vzorcu Li-DNA suenem v vakuumu ve kot 24 ur pri sobni temperaturi v homogenem elektrinem polju merjeno vzporedno z orientacijsko osjo DNA

Temperaturna odvisnost elektrine prevodnosti, merjena vzporedno z orientacijsko osjo Li-DNA pri nekaj frekvencah med 20 Hz in 1MHz. Pri amplitudi izmeninega elektrinega polja 78.13 V/cmFrekvenna odvisnost elektrine prevodnosti na obmoju 10-3 1015 Hz se zelo dobro ujema s teoretino napovedjo mehanizma poskone vrzeli.

Graf prikazuje frekvenno odvisnost prevodnostiNeprekinjena rna rta prikazuje teoretino napovedToke prikazujejo razline meritve pri razlinih relativnih vlanostih okolja z razlinimi poloaji merjenja glede na orientacijsko os DNA (pravokotno/vzporedno)

Mehanizem prevajanja poskona vrzel:Poskona vrzel je mehanizem prenosa naboja, kjer vrzel nosi pozitiven naboj prek gvanina do nukleobaze z najnijim oksidacijskim potencialomUgotovili so da vrzel preskakuje s frekvenco 109 Hz pri 300K in v povpreju naredi razdaljo 300 70

EM sevanje DNA:Kemijske reakcije so lahko sproene na razdaljo, zaradi EM signalov (fotosinteza)V bakteriji E coli so nizko frekvenni EM signali generirani z prehodi elektronov med razlinimi energijskimi nivojiElektroni so ibko vezani in se gibljejo okrog DNA zankeEM signali naeloma obeh AM in FM frekvenc, posledica razlinih magnetnih pretokov v energijskem periodinem spektru orbitalnih premikov

Elektroni v DNA zanki:Magnetni moment:Shema meritve EM sevanja:Postavitev eksperimenta:Indukcijska tuljava iz bakraVzorec v plastini epruvetiOjaevalecRaunalnik

Rezultati meritev:2adejanska meritev (2 do 6 s)2b-izrpna analiza signala(skala v ms)2c-3D fourierjeva transformacija (abscisa: 0-20kHz ordinata: relativna intenziteta)2d-spektralni pogled fourierjeve transformacije

Meritev na mikoplazmi pirumMorebitne posledice:Znanstveniki domnevajo, da bakterije na ta nain brezino komunicirajo v bakterijskih skupnostih.Mogoe bi bilo doloiti dolino DNA, neposredno iz meritev frekvenc; organizme ne moremo opredeliti glede na dolino DNANeinvazivno delno doloanje DNA strukture bi mono uplivale na bioloke in medicinske testeZanimivo bi bilo ne samo prislukovati DNA, pa pa z uporabo zunanjih, asovno spreminjajoih se polj vzbujati DNA v resonanne frekvence, kaken uinek bi imelo tako vzbujanje na ive celice pa e zdale ni jasno, predvidljivo...

Povzetek:Prevodnost DNA je odvisna:Temperature Zunanjega el poljaFrekvenceMehanizem poskone vrzeliEm sevanje DNALastna stanja elektronaMagnetni moment elektronaMeritve EM sevanja