Knowledge of the elastic properties

Knowledge of the elastic properties of DNA is required to understand the structural dynamics of cellular processes such as replication and transcription. Measurements of force and extension on single molecules of DNA1, 2, 3 have allowed direct determination of the molecule's mechanical properties, provided rigorous tests of theories of polymer elasticity4, revealed unforeseen structural transitions induced by mechanical stresses3, 5, 6, 7, and established an experimental and conceptual framework for mechanical assays of enzymes that act on DNA8. However, a complete description of DNA mechanics must also consider the effects of torque, a quantity that has hitherto not been directly measured in micromanipulation experiments. We have measured torque as a function of twist for stretched DNA—torsional strain in over- or underwound molecules was used to power the rotation of submicrometre beads serving as calibrated loads. Here we report tests of the linearity of DNA's twist elasticity, direct measurements of the torsional modulus (finding a value approx40% higher than generally accepted), characterization of torque-induced structural transitions, and the establishment of a framework for future assays of torque and twist generation by DNA-dependent enzymes. We also show that cooperative structural transitions in DNA can be exploited to construct constant-torque wind-up motors and force–torque converters

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ความรู้ของคุณสมบัติความยืดหยุ่นของดีเอ็นเอจะต้องเข้าใจการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของเซลล์กระบวนการ transcription และจำลองแบบ ขนาดของแรงและส่วนขยายของโมเลกุลเดี่ยวของ DNA1, 2, 3 มีได้กำหนดคุณสมบัติทางกลของโมเลกุลโดยตรง ให้ทดสอบอย่างเข้มงวดของทฤษฎีของพอลิเมอร์ elasticity4 เปิดเผยโครงสร้างเปลี่ยนไม่คาดฝันที่เกิดจากเครื่องจักรกล stresses3, 5, 6, 7 และสร้างเป็นกรอบแนวคิด และทดลองสำหรับ assays กลของเอนไซม์ที่ทำหน้าที่ใน DNA8 อย่างไรก็ตาม คำอธิบายที่สมบูรณ์ของดีเอ็นเอกลศาสตร์ยังต้องพิจารณาผลของแรงบิด ปริมาณที่ได้มาจนบัดไม่ถูกตรงวัด micromanipulation ทดลอง เรามีวัดแรงบิดเป็นฟังก์ชันของการบิดในดีเอ็นเอยืด — สายพันธุ์ torsional ในโมเลกุลมากกว่าหรือ underwound ใช้พลังงานการหมุนของลูกปัด submicrometre บริการเป็นโหลดการปรับเทียบ ที่นี่เรารายงานทดสอบแบบดอกไม้ของความยืดหยุ่นการบิดของดีเอ็นเอ การวัดโดยตรงของโมดูลัสของ torsional (หา approx40% มูลค่าสูงกว่าทั่วไป) คุณสมบัติของแรงบิดที่เกิดจากการเปลี่ยนโครงสร้าง และการจัดตั้งกรอบ assays ในอนาคตของการสร้างแรงบิดและบิด ด้วยเอนไซม์ดีเอ็นเอขึ้นอยู่กับ เรายังแสดงว่า เปลี่ยนโครงสร้างสหกรณ์ในดีเอ็นเอสามารถนำไปสร้างมอเตอร์ wind-up แรงบิดคงและตัวแปลงแรงแรงบิด

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ความรู้เกี่ยวกับคุณสมบัติการยืดหยุ่นของดีเอ็นเอจะต้องเข้าใจการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของเซลล์กระบวนการเช่นการจำลองแบบและการถอดรหัส วัดแรงและการขยายในโมเลกุลเดียวของ DNA1, 2, 3 ได้รับอนุญาตให้มุ่งมั่นโดยตรงของคุณสมบัติทางกลโมเลกุลที่ให้การทดสอบที่เข้มงวดของทฤษฎี elasticity4 ลิเมอร์เปิดเผยว่าการเปลี่ยนโครงสร้างที่ไม่คาดฝันที่เกิดจาก stresses3 กล, 5, 6, 7, และเป็นที่ยอมรับ กรอบการทดลองและความคิดสำหรับการวิเคราะห์ทางกลของเอนไซม์ที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับ DNA8 แต่คำอธิบายที่สมบูรณ์ของกลศาสตร์ดีเอ็นเอยังต้องพิจารณาผลกระทบของแรงบิดปริมาณที่ได้มาจนบัดนี้ไม่ได้รับการวัดได้โดยตรงในการทดลอง micromanipulation เราได้วัดแรงบิดเป็นหน้าที่ของบิดสำหรับยืดสายพันธุ์ดีเอ็นเอบิดในโมเลกุลเกินหรือ underwound ถูกใช้ในการใช้พลังงานการหมุนของลูกปัด submicrometre ที่ให้บริการสอบเทียบเป็นโหลด ที่นี่เรารายงานการทดสอบเชิงเส้นของความยืดหยุ่นบิดของดีเอ็นเอวัดโดยตรงของโมดูลัสแรงบิด (หาค่า approx40% สูงกว่าได้รับการยอมรับโดยทั่วไป) ลักษณะของการเปลี่ยนโครงสร้างแรงบิดที่เกิดขึ้นและการจัดตั้งกรอบการทำงานสำหรับการวิเคราะห์อนาคตของแรงบิดและ รุ่นบิดโดยเอนไซม์ดีเอ็นเอขึ้นอยู่กับ นอกจากนี้เรายังแสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนโครงสร้างความร่วมมือใน DNA สามารถใช้ประโยชน์ในการสร้างลมขึ้นคงแรงบิดมอเตอร์และแปลงแรงบิด

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ความรู้เกี่ยวกับสมบัติยืดหยุ่นของดีเอ็นเอจะต้องเข้าใจพลวัตของโครงสร้างของเซลล์และกระบวนการเช่นการ transcription การวัดแรงและส่วนขยายโมเลกุลเดี่ยวของ dna1 2 3 ได้รับอนุญาตให้กำหนดตรงกลสมบัติของโมเลกุล มีการทดสอบที่เข้มงวดของทฤษฎี elasticity4 พอลิเมอร์กับการเปิดเผยโครงสร้างของเครื่องจักรกล stresses3 , 5 , 6 , 7 , และสร้างกรอบแนวคิดสำหรับทดลองและกลวิธีของเอนไซม์ที่ทำหน้าที่ใน dna8 . อย่างไรก็ตาม รายละเอียดที่สมบูรณ์ของกลศาสตร์ของดีเอ็นเอจะต้องพิจารณาผลของแรงบิด ปริมาณที่ได้นี้ไม่ได้ถูกวัดโดยตรงใน micromanipulation การทดลองเรามีวัดแรงบิดเพื่อขึงเป็นฟังก์ชันของดีเอ็นเอสายพันธุ์บิดเกินหรือ underwound โมเลกุลที่ใช้พลังการหมุนของ submicrometre ลูกปัดให้บริการสอบเทียบโหลด ที่นี่เรารายงานการทดสอบถึงดีเอ็นเอเกลียว หน่วยการวัดโดยตรงของตัว ( หาค่าโมดูลัส approx40 % สูงกว่าที่ยอมรับโดยทั่วไป )การศึกษาคุณลักษณะของแรงบิดและเปลี่ยนโครงสร้าง และจัดตั้งกรอบสำหรับใช้ในอนาคตของแรงบิดขึ้นอยู่กับรุ่นด้วยดีเอ็นเอเอนไซม์ นอกจากนี้เรายังพบว่าโครงสร้างการสหกรณ์ในดีเอ็นเอสามารถใช้ประโยชน์เพื่อสร้างแรงบิดคงที่ขึ้น มอเตอร์ลมและแรงบิดและตัวแปลง