• تعداد بازديد :
  • پنج شنبه 1395/11/14
  • تاريخ :

پراش پرتوی X بخش اول

بلور، ماده جامدی است که اتم های آن آرایش منظمی دارند.

پراش پرتوی x

در مطالب قبل در مورد کشف DNA و این که دستگاه پراش اشعه ایکس چیست؟ اطلاعاتی بدست آورده اید، حال در ادامه به طور کامل تر برای درک بهتر به تعریف پراش اشعه ایکس می پردازیم 

می دانید که موریس ویلکینز و روزالین فرانکلین، با روش پراش پرتو X، تصاویری از بلورهای DNA به دست آوردند که نشان می داد مولکول DNA مارپیچی شکل است. بر اساس این تصاویر، احتمال داده می شد که DNA از دو یا سه زنجیره تشکیل شده باشد. 

فیزیکدانی به نام لورانس براگ موفق شد از نحوه پراکنده شدن پرتو ایکس به وسیله بلورها، ساختار سه بعدی آنها را معلوم کند. این روش معلوم کردن ساختار سه بعدی اجسام از روی الگوی پرتو ایکس روش بسیار پیچیده ای است. اما می توان بدون پرداختن به تئوری های پیچیده آن، اساس آن را به زبانی ساده بیان کرد.

پراش پرتوی x

شکل الگوی پراش پرتو ایکس به وسیله شبه بلورهای DNA (روی شکل کلیک کنید.)

وقتی که دسته پرتو ایکس به یک بلور می تابد، بخشی از پرتوها هنگام عبور از بلور در جهت های گوناگون پراکنده می شوند. نکته مهم آن است که زاویه انحراف پرتو ایکس از مسیر اولیه خود، به نحوه قرار گیری اتم ها در بلور بستگی دارد. اگر یک فیلم عکاسی را در آن سوی بلور قرار دهیمف پرتوهای پراکنده شده بر اثر برخورد با آن، نقاط سیاهی روی فیلم ایجاد می کنند. شکل یا الگویی که مجموع این نقاط روی فیلم ایجاد خواهد کرد، به چگونگی ساختار سه بعدی ماده بستگی دارد. بنابراین می توان از روی الگوی پراش پرتو ایکس به ساختار سه بعدی جسم پی برد.

در پرا‌ش اشعه ایکس توسط کریستال مشاهده می شود که شدت اشعه ایکس باز‌تابیده از کریستال، که در هر اتم بصورت الاستیک پراکنده شده‌اند (بدون تغییر طول موج)، در زوایای خاصی ما‌کسیمم خواهد بود و در بقییه زوایا، شدت اشعه پرا‌شیده شده مقدار قابل ملاحظه ای ندارد. منظور از پراش همین رفتار اشعه ایکس می‌باشد.

دانشمندان نشان داده اند که ساختار سه بعدی پروتئین ها و نوکلئیک اسیدها در حالت بلور و محلول یکسان است. حتی در مواردی نشان داده شده است که آنزیم ها می توانند فعالیت آنزیمی خود را در حالت بلور همچنان حفظ کنند. خاطر نشان می سازد که ساختار سه بعدی آنزیم ها، ارتباط تنگاتنگی با فعالیت آنها دارد. بلور ماکرومولکول ها بر خلاف بلور مولکول های کوچک، نرم است و در ساختار آنها 40 تا 60 درصد ماده حلال وجود دارد.

پراش پرتوی x

جدول مشخصه اشعه ایکس

همچنین فرانکلین و موریس ویلکینز دانستند که محلول غلیظ و چسبناک DNA می تواند به تعدادی رشته یا تار تبدیل شود. این تارها به اندازه کافی شبیه بلور هستند به این معنی که در آنها تمامی اتم ها در یک سمت جهت گیری می کنند و آرایش منظمی دارند، به همین سبب این رشته ها را شبه بلور می نامند.

در این مطلب خواندید که لینوس پاولینگ کشف کرد که بسیاری از مولکول‌های پروتئینی به شکل یک مارپیچ (helix) هستند، و تقریباً شکلی شبیه فنر دارند و نشان دادند که اگرچه آرایش بازهای موجود در ساختار DNA بسیار متنوع است، اما همواره نسبت باز ادنین (A) و باز تیمین (T) موجود در آن با هم برابر است و همین طور نسبت باز سیتوزین (C) با باز گوآنین (G). این دو اکتشاف نقش مهمی را در آشکار شدن ساختمان مولکول DNA ایفا نمود.

نکته: بازها دو رشته، مقابل هم قرار می گیرند و بین بازهای دو رشته که مقابل هم قرار می گیرند، پیوند هیدروژنی پدید می اید. تشکیل پیوند هیدروژنی بر اساس رابطه مکملی صورت می گیرد.

بر اساس رابطه مکملی، A با T به وسیله دو پیوند هیدروژنی و C با G به وسیله سه پیوند هیدروژنی با هم جفت می شود.

دو  بازی را که با هم به وسیله پیوند هیدروژنی رابطه مکملی برقرار می کنند بازعای مکمل یا جفت باز می نامند.

جهت یک رشته، خلاف جهت رشته دیگر است یعنی انتهای OH یک رشته، در برابر انتهای P رشته دیگر قرار دارد.

جفت شدن بازها

جفت شدن بازها از قوانین خاصی پیروی می کند. همیشه باز A با T و باز C با G جفت می شود. این نحوه جفت شدن بازها، قوانین چارگف را توجیه می کند.

ترتیب بازها در یک رشته، ترتیب بازها را در رشته دیگر تعیین می کند. مثلا اگر توالی بازهت در یک رشته ATCCGCT باشد، توالی بازها در رشته دیگر TAGGCGA خواهد بود.

از آنجا که هر باز با باز مکمل خود از رشته مقابل جفت می شود، می توان گفت که دو رشته مکمل یکدیگرند.

هیچ محدودیتی برای تعداد و ترتیب بازها وجود ندارد اما به محض انکه تعداد و ترتیب بازها در یک رشته معلوم شد، تعداد و ترتیب بازها در رشته دیگر بر اساس رابطه مکملی تعیین خواهد شد. 

منبع: http://edu.nano.ir

مرکز یادگیری سایت تبیان، مرجان سلیمانیان

UserName