11न्यूक्लियोटाइड और न्यूक्लिक अम्ल

हल — समस्या 11.1.

1. $48\,502\times 0.34 = 16\,490\,\mathrm{nm} = 16.5\,\text{µ}\mathrm{m}$। 2. $48\,502/10 = 4850$ घुमाव। 3. $48\,502\times 650 = 3.15 \times 10^{7}\,\mathrm{Da}$। 4. $3.15 \times 10^{7}\times 1.66\times 10^{-24} = 5.2 \times 10^{-17}\,\mathrm{g}$। 5. प्रति युग्म दो: $97\,004$ फ़ॉस्फ़ेट, शुद्ध आवेश $-97\,004\,e$। 6. $G + C = 0.499\times97\,004 = 48\,405$: $G = C = 24\,203$; $A = T = 24\,299$। 7. $3\times24\,203 + 2\times24\,299 = 121\,207$। 8. $81.5 + 16.6\times(-1) + 0.41\times 49.9 - 500/48502 = 81.5 - 16.6 + 20.5 - 0.01 = 85.4\,{}^{\circ}\mathrm{C}$। 9. $81.5 - 33.2 + 20.5 = 68.8\,{}^{\circ}\mathrm{C}$। धनायन दोनों ऋणावेशित मेरुदंडों के बीच का प्रतिकर्षण ढाल देते हैं; कम लवण के साथ लड़ियाँ अधिक प्रतिकर्षित करती हैं और नीचे तापमान पर अलग हो जाती हैं। 10. $35\,\%$: $81.5 - 16.6 + 14.4 - 0.5 = 78.8\,{}^{\circ}\mathrm{C}$; $62\,\%$: $81.5 - 16.6 + 25.4 - 0.5 = 89.8\,{}^{\circ}\mathrm{C}$। समूचा अणु चरणों में पिघलता है: A–T-धनी क्षेत्र पहले खुलते हैं, G–C-धनी सबसे बाद में, इसलिए वक्र किसी एक तीखे चरण के बजाय कंधों वाली एक चौड़ी चढ़ाई है। 11. $0.50\times 50 = 25\,\text{µ}\mathrm{g}/\mathrm{mL}$; पिघलने के बाद $A_{260} = 0.70$। 12. $25\times 10^{-6}/5.2\times 10^{-17} = 4.8 \times 10^{11}$ अणु। 13. $81.5 - 16.6 + 0.41\times 50 - 500/12 = 81.5 - 16.6 + 20.5 - 41.7 = 43.7\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ (इतने छोटे खंडों के लिए यह सूत्र मोटा है)। $37\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ पर सिरे युग्मित तो होते हैं पर खुलकर साँस लेते; कोशिका में कोई एंजाइम (लाइगेज़) दोनों खाँचों को सहसंयोजी ढंग से सील कर देता है, और तब वह वलय उन बारह युग्मों पर निर्भर नहीं रहता। 14. $\pi\times(1.0)^2\times16\,490 = 5.2 \times 10^{4}\,\mathrm{nm}^{3}$। 15. $\frac{4}{3}\pi\times 27.5^3 = 8.7 \times 10^{4}\,\mathrm{nm}^{3}$। 16. $60\,\%$: यानी बेलनों के सबसे कसे संभव जमाव का दो-तिहाई — DNA लगभग क्रिस्टलीय कुंडलों में लिपटा है। 17. प्रति-आयनों (पॉलिऐमीन, $\mathrm{Mg^{2+}}$) को अधिकांश आवेश उदासीन करना ही पड़ता है वरना प्रतिकर्षण पर पार न पाया जा सकता; बचा प्रतिकर्षण और कसे कुंडलों में संचित मोड़ने की ऊर्जा कवच पर बाहर की ओर ठेलते हैं, और जब पूँछ खुलती है तो यही दाब जीनोम का पहला भाग बैक्टीरियम में ठेल देता है। 18. $55\,\mathrm{nm}$ के किसी कवच में फंदों की त्रिज्याएँ $10\text{ to }25\,\mathrm{nm}$ हैं, जो उस $50\,\mathrm{nm}$ से नीचे है जिस पर DNA स्वच्छंद मुड़ता है: उसे मोड़ने में ऊर्जा पड़ती है, जो बाँधने वाला प्रेरक (ATP) चुकाता है और जो प्रश्न 17 के दाब के रूप में संचित हो जाती है। 19. $5'$-AGGTCGCCGCCC-$3'$। 20. $1200$ न्यूक्लियोटाइड; $1200\times 330 = 4.0 \times 10^{5}\,\mathrm{Da}$। 21. $75\times 600 = 45\,000$ युग्म, $93\,\%$ कूटलेखी — यानी एक सघन जीनोम; मानव जीनोम जीनों में साठ गुना कम सघन है। 22. दो द्विशाखिकाएँ, हर एक $1200\,\mathrm{s}$ में $24\,251$ युग्म की नकल करती: प्रति द्विशाखिका प्रति सेकंड $20\,$ युग्म (पोषी की पॉलिमरेज़ $1000\,$ कर सकती है; समय समूचे चक्र से तय होता है, पॉलिमरेज़ से नहीं)। 23. प्रति युग्म $121\,207/48\,502 = 2.5$ बंध; प्रति सेकंड 20 युग्म पर दो द्विशाखिकाएँ: प्रति सेकंड 100 हाइड्रोजन बंध — और उतने ही उनके पीछे फिर से बनते हुए। 24. $48\,502$ में एक युग्म $G + C$ को $0.002\,\%$ और $T_m$ को $0.001\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ बदलता है: यानी समूचा अणु पिघलाकर उसका पता ही नहीं चलता; केवल उस स्थल पर फैली कोई छोटी जाँच ही उसे दिखाती। 25. $0.1\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ सोडियम में $T_m = 85\,{}^{\circ}\mathrm{C}$; परिरेखीय लंबाई $16.5\,\text{µ}\mathrm{m}$, यानी कवच के व्यास की तीन सौ गुनी, और उसी में उसके आयतन के $60\,\%$ पर बँधी हुई।