R. Phillips, J. Kondev, J. Theriot, N. Orme, H. Garcia. Physical biology of the cell [2. nd.] 2013. ~1040. p
Chapter 8. Random Walks and the Structure of Macromolecules 311
8.1. WHAT IS A STRUCTURE: PDB OR RG? 311
8.1.1. Deterministic versus Statistical Descriptions of Structure 312
PDB Files Reflect a Deterministic Description of Macromolecular Structure 312
Statistical Descriptions of Structure Emphasize Average Size and Shape Rather Than Atomic Coordinates 312
8.2. MACROMOLECULES AS RANDOM WALKS 312
Random Walk Models of Macromolecules View Them as Rigid Segments Connected by Hinges 312
8.2.1. A Mathematical Stupor 313
In Random Walk Models of Polymers, Every Macromolecular Configuration is Equally Probable 313
The Mean Size of a Random Walk Macromolecule Scales as the Square Root of the Number of Segments, vN 314
The Probability of a Given Macromolecular State Depends Upon its Microscopic Degeneracy 315
Entropy Determines the Elastic Properties of Polymer Chains 316
The Persistence Length is a Measure of the Length Scale over Which a Polymer Remains Roughly Straight 319
8.2.2. How Big is a Genome? 321
8.2.3. The Geography of Chromosomes 322
Genetic Maps and Physical Maps of Chromosomes Describe Different Aspects of Chromosome Structure 322
Different Structural Models of Chromatin are Characterized by the Linear Packing Density of DNA 323
Spatial Organization of Chromosomes Shows Elements of Both Randomness and Order 324
Chromosomes are Tethered at Different Locations 325
Chromosome Territories have been Observed in Bacterial Cells 327
Chromosome Territories in Vibrio cholerae can be Explored Using Models of Polymer Confinement and Tethering 328
8.2.4. DNA Looping: From Chromosomes to Gene Regulation 333
The Lac Repressor Molecule Acts Mechanistically by Forming a Sequestered Loop in DNA 334
Looping of Large DNA Fragments is Dictated by the Difficulty of Distant Ends Finding Each Other 334
Chromosome Conformation Capture Reveals the Geometry of Packing of Entire Genomes in Cells 336
8.3. THE NEW WORLD OF SINGLE-MOLECULE MECHANICS 337
Single-Molecule Measurement Techniques Lead to Force Spectroscopy 337
8.3.1. Force–Extension Curves: A New Spectroscopy 339
Different Macromolecules Have Different Force Signatures When Subjected to Loading 339
8.3.2. Random Walk Models for Force–Extension Curves 340
The Low-Force Regime in Force–Extension Curves can be Understood Using the Random Walk Model 340
8.4. PROTEINS AS RANDOM WALKS 344
8.4.1. Compact Random Walks and the Size of Proteins 345
The Compact Nature of Proteins Leads to an Estimate of Their Size 345
8.4.2. Hydrophobic and Polar Residues: The HP Model 346
The HP Model Divides Amino Acids into Two Classes: Hydrophobic and Polar 346
8.4.3. HP Models of Protein Folding 348
8.5. SUMMARY AND CONCLUSIONS 351
8.6. PROBLEMS 351
8.7. FURTHER READING 353
8.8. REFERENCES 353
Робин Филлипс, Джейн Кондев, Джулия Териот, Нигель Орме, Герман Гарсия. Физическая биология клетки [2е изд.] Garland Science. 2013. ~1040 с.
Зачетное задание - Лескова Ирина Борисовна
Глава 8. Случайные движения и строения макромолекул 311
8.1. Что такое строение: PDB или RG ? 311
8.1.1. Детерминированный в сравнении статистического описания структуры 312
Pdb файлы отражают детерминированное описание макромолекулярного строения 312
Статистические описание строения акцентированного среднего размера и формы, а не атомных координат 312
8.2. Макромолекулы, как случайные движения 312
Случайные движущиеся модели макромолекул, рассматриваемые как твердые сегменты, соединенные шарнирами 312
8.2.1. Математическое оцепенение 313
В случайных движущихся моделях полимеров, каждая макромолекулярная форма равновероятна 313
Средний размер случайной движущейся макромолекулы в шкале квадратного корня из числа сегментов,vN 314
Вероятность данной макромолекулы состояния зависит от его микроскопического вырождения 315
Энтропия определяет эластичные свойства полимерных цепей 316
Постоянная длина - мера шкалы, над которой полимер остается примерно прямой 319
8.2.2. Насколько велик геном? 321
8.2.3. География хромосом 322
Генетические и физические карты хромосом, описываемые различные аспекты строения хромосом 322
Различные строительные модели хроматина характеризуются линейной плотностью упаковки ДНК 323
Пространственная организация хромосом показывает элементы, как случайности, так и порядка 324
Хромосомы прикреплены к различным местам 325
Хромосомные территории были обнаружены в бактериальных клетках 327
Хромосомные территории в вибриона холеры могут быть изучены с помощью модели полимерного ограничения и прикрепления 328
. 8.2.4 Закручивание ДНК : от хромосом к генной регуляции 333
Лаковые репрессорные молекулы действует механистически, образуя секвестрированные петли в ДНК 334
Закручивание крупных фрагментов ДНК продиктовано дальним расположением концов друг от друга 334
Захват хромосомной конфигурации показывает геометрию упаковки целых геномов в клетках 336
8.3. Новый мир механики одиночных молекул 337
Методы измерения одиночных молекул привели к силовой спектроскопии 337
8.3.1. Кривые силы-расширения: новая спектроскопия 339
Различные макромолекулы имеют разные силы под нагрузкой 339
8.3.2. Случайные модели движения для кривых силы-расширения 340
Низкая сила в кривых силы-расширения можно понять с помощью случайной движущейся модели 340
8.4. Белки, как случайные движения 344
8.4.1. Плотные случайные движения и размер белков 345
Плотная природа белков приводит к оценке их размера 345
8.4.2. Гидрофобные и полярные остатки: HP модель 346
HP модель делит аминокислоты на два класса: гидрофобные и полярные 346
8.4.3. HP модели сворачивания белков 348
8.5. Выводы и заключения 351
8.6. Проблемы 351
8.7. Дополнительная литература 353
8.8. Ссылки 353
Список литературы.
1. Rob Phillips, Jane Kondev, Julie Theriot. Physical Biology of the Cell [1 ed.] Garland Science. 2008. 826 p. (PBoC1=pboc1)
2. Rob Phillips, Jane Kondev, Julie Theriot, Nigel Orme, Herman Garcia. Physical biology of the cell [2 nd.] Garland Science. 2013. ~1040 p. (PBoC2=pboc2)
3. Ресурс издательства Garland Science. URL: http://microsite.garlandscience.com/pboc2/
4. Ресурс автора курса «Физическая биология клетки» URL: http://pboc.molpit.com/ П.И. Белобров: «Авторам первого в мире учебника по физической биологии клетки от последователя (на почтительном расстоянии) = To the authors of the first textbook on the physical biology of cell from the follower afar»
5. Уэй Т. Физические основы молекулярной биологии. 2010. 363 с. оригинал: Tom A. Waigh. Applied Biophysics. A Molecular Approach for Physical Scientists. 2007. 436 p.
6. И. Герман. Физика организма человека. 2011. - 992 с. оригинал: Irving Р. Herman Physics of the Human Body. 2007. 783 p.