Informatie

DNA is negatief geladen. Waar is alle positieve lading in mijn lichaam?


DNA is negatief geladen vanwege de fosfaatruggengraat. Aangezien ladingen in evenwicht moeten worden gehouden (zodat er nergens ladingen worden opgebouwd), wat is dan de positieve lading die deze negatieve lading neutraliseert?


DNA in het lichaam is niet beschikbaar als een vrij molecuul, het is georganiseerd rond DNA-bindende eiwitten, meestal de histon-octameren. Deze eiwitten dragen positieve ladingen (meestal van lysinezijketens) die interageren met de fosfaatruggengraat van het DNA. Zoals in onderstaande figuur spelen de ladingen een belangrijke rol bij de strakke verpakking. Zie hier voor meer details.

De lading (of de tijdelijke neutralisatie op sommige punten van het DNA) is ook belangrijk voor de regulatie van het DNA. Acetylering neutraliseert de histonstaart en maakt de DNA-eiwitstructuur los (zie hier voor meer informatie).

Positief geladen ionen spelen geen rol bij het neutraliseren van de DNA-lading in levende cellen (dit is anders voor precipitaties), omdat beide worden opgelost en in ionen worden gesplitst. De concentratie van positief geladen ionen zoals natrium en kalium wordt streng gecontroleerd door de cellen, omdat ze belangrijk zijn voor de functie van transporters (bijvoorbeeld de natrium-glucose transporters en andere) of voor het op peil houden van membraanpotentialen. Het verplaatsen van de ionen, die de DNA-lading moeten neutraliseren, zou leiden tot een gepolariseerde kern.


Je cellen hebben een hoge concentratie natriumionen die positief zijn. Andere belangrijke kationen zijn kalium en calcium. Bovendien zijn veel aminozuren positief geladen bij fysiologische pH. DNA is niet de enige bron van negatieve lading in je lichaam, andere aminozuren zijn negatief en de meeste celoppervlakken zijn ook negatief. De interacties tussen geladen soorten spelen een belangrijke rol in veel biochemische processen, maar uiteindelijk, en voor het hele organisme, zijn de ladingen vrijwel allemaal in evenwicht.


De negatieve lading in DNA is gelokaliseerd op individuele zuurstofatomen in DNA. Deze negatieve lading wordt gecompenseerd door positieve ionen in het lichaam.

In het geval van een magneet of moleculen met een dipool, worden negatieve en positieve magnetische veldlijnen uitgelijnd om een ​​algemeen magnetisch veld te produceren. DNA heeft veel kleine dipoolmomenten, maar geen over het hele molecuul.

In het geval van een neuron wordt een overmaat aan negatieve lading in de cel en positieve lading buiten de cel gehandhaafd door de diffusiegradiënt van kalium en natrium over een membraan. Met DNA wordt geen algemeen elektrisch potentiaal gecreëerd.


Achtergrond

Wat basis, maar coole chemie. [1]
DNA is het grootste bekende molecuul. Een enkele ongebroken streng dierlijk of plantaardig DNA bevat miljoenen atomen. [2] Het DNA van een enkele (diploïde) menselijke cel, als de 46 chromosomen end-to-end zouden worden verbonden en rechtgetrokken, zou een lengte hebben van ongeveer 2 meter en een breedte van ongeveer 2,4 nanometer. [3]

Het vrijgeven van het DNA.
Bij het DNA-extractieproces is de eerste stap het vrijmaken van het DNA uit de cellen van een levend organisme. Detergentia en zepen worden gebruikt om (1) de lipiden in de celmembranen en de nucleaire envelop op te lossen, waardoor het DNA vrijkomt, en (2) eiwitten af ​​te breken die het DNA kunnen beschadigen. (Enzymen kunnen ook worden gebruikt om de eiwitten op te breken.) [2]

Het DNA samenklonteren.
Wanneer DNA uit een cel wordt vrijgegeven, valt het meestal uiteen in korte strengfragmenten. Het vrijgekomen DNA - zeer goed oplosbaar in water omdat de fosfaatgroep van elk nucleotide een negatieve lading draagt ​​- lost op in het water. De positief geladen natriumionen van het zout in de extractieoplossing worden echter aangetrokken door de negatief geladen fosfaatgroepen op de DNA-ruggengraat, waardoor de elektrische lading van het DNA effectief wordt geneutraliseerd.

Door deze neutralisatie kunnen de DNA-moleculen met elkaar aggregeren. Wanneer de alcohol wordt toegevoegd, klontert het DNA samen en slaat het neer op het water/alcohol-grensvlak omdat het DNA niet oplosbaar is in alcohol. De gekleurde vloeistoflaag boven de celoplossing zal DNA en eiwitten bevatten. Het DNA beweegt dan omhoog naar een laag alcohol die zorgvuldig boven het water wordt geplaatst. DNA blijft niet opgelost in alcohol, maar slaat neer en zal verschijnen als een witte vezelige massa. [4]

Het DNA op een stokje spoelen.
Alcohol zorgt ervoor dat DNA-fragmenten aan elkaar kunnen kleven of neerslaan, waardoor een klodder DNA ontstaat die je kunt onderzoeken. Het DNA-neerslag kan worden opgevangen aan een haak of op een houten stok worden gespoeld door het gereedschap in het DNA te plaatsen en te draaien. Als je je DNA wilt bewaren, kun je het overbrengen naar een kleine container gevuld met alcohol. [2]


Snelle, goedkope DNA-tests

Professor Lewis Rothberg van de afdeling Chemie van de Universiteit van Rochester ontving in augustus 2006 een NYSTAR-beurs om verder te werken aan een recente ontdekking van Huixiang Li, een onderzoeksmedewerker in zijn groep: hoe snel DNA te testen om onze gezondheid te verbeteren en ervoor te zorgen dat we schoon water drinken en onbesmet voedsel eten.

Zijn nieuwe methode kan zelfs worden gebruikt om forensische laboratoria te helpen criminelen te identificeren, vijvers en zwembaden te testen voordat kinderen erin zwemmen, en schadelijke genetische sequenties in medisch onderzoek te identificeren, om maar een paar toepassingen te noemen. De innovatieve procedure van Rothberg identificeert snel en goedkoop genetische sequenties in elk DNA-monster.

De technologie is een nieuwe fluorescerende DNA-screeningtest, die snel bepaalt of specifieke DNA-doelsequenties in een analyt aanwezig zijn. In eenvoudige bewoordingen bevat de analyt zowel de DNA-doelsequenties als andere DNA-sequenties, en de test filtert alleen de doelen uit. De test van professor Rothberg is gebaseerd op de elektrostatische eigenschappen van DNA.

Het principe dat aan de methode ten grondslag ligt, is dat enkelstrengs DNA en dubbelstrengs DNA significant verschillende affiniteiten hebben voor het hechten aan ionisch geladen gouden nanodeeltjes. Omdat ionen elektrische ladingen hebben en elektronen hebben gewonnen of verloren, trekken ze hun tegenpolen aan. Een anion met een negatieve elektrische lading zal positieve ladingen aantrekken, een kation met een positieve lading zal negatieve ladingen aantrekken. Enkelstrengs DNA adsorbeert op negatief geladen citraationen op de gouden nanodeeltjes, terwijl dubbelstrengs DNA dat niet doet. Aangezien zowel enkelstrengs als dubbelstrengs DNA (nominaal) negatief geladen zijn, intrigeert dit bewezen fenomeen de onderzoeksgroep.

De nieuwe test bepaalt of een fluorescerende korte probesequentie van enkelstrengs DNA overeenkomt met een sequentie in de doelanalyt. Als dat niet het geval is, adsorbeert de fluorescent gelabelde sonde op een gouden nanodeeltje en wordt de fluorescentie ervan gedoofd. Als de probesequentie in staat is om te hybridiseren met het doelwit, zal het niet op het goud adsorberen en blijft de fluorescentie bestaan.

De nieuwe methode is eenvoudig en effectief. Het kost heel weinig, en het is erg snel.

De meest wijdverbreide en gebruikelijke methode voor het screenen van DNA wordt gelelektroforese genoemd. Elke test duurt 1 uur en kan oplopen tot $ 1,00. Het opzetten van een laboratorium voor gelelektroforese vereist een kapitaalinvestering van $ 5.000. Daarentegen kost de techniek van professor Rothberg slechts 5 minuten en kost het ongeveer 0,05 (letterlijk vijf cent) per test. De kapitaaluitgaven om een ​​lab op te zetten met de nieuwe techniek bedragen slechts $600.

Dit is hoe de procedure van professor Rothberg wordt uitgevoerd:

Stap 1. Hybridisatie. Dit duurt 10 seconden en kost 0,025.

Stap 2. Voeg goudcolloïde toe aan de hybridisatieoplossing. Dit duurt 10 seconden en kost 0,02.

Stap 3. Voeg zout toe aan de oplossing. Dit duurt 10 seconden en kost 0,01.

Stap 4. Meet fotoluminescentie. Dit duurt 1 minuut.

Zo simpel is het, maar niemand heeft het ooit eerder gedaan. De methode is zo nieuw dat de Universiteit van Rochester er in 2004 en 2006 patent op heeft aangevraagd. In mei 2005 richtte professor Rothberg samen met twee partners een bedrijf op met de naam Diffinity Genomics, Inc. om zijn techniek verder te bestuderen en op de markt te brengen.

De methode van professor Rothberg maakt deel uit van een veel groter proces dat DNA analyseert. Eerst extraheert een technicus het DNA uit het bloed, weefsel of voedsel. Dit duurt doorgaans maximaal een uur. Ten tweede is er over het algemeen niet genoeg DNA om te analyseren, dus moet het chemisch worden geamplificeerd. Ook dit duurt ongeveer een uur. Het nieuwe proces komt na deze twee stappen, wat een laatste uur werk bespaart voor de technicus, die normaal gesproken gelelektroforese zou doen.

Misschien belangrijker dan de besparing in tijd en geld, de nieuwe methode werkt om single-base mutaties in DNA te bepalen, terwijl gels dit niet kunnen doen zonder zelfs verdere verwerking. Professor Rothbergs concludeert: "Dit kan heel belangrijk zijn voor toepassingen in gepersonaliseerde geneeskunde waarbij een bepaalde DNA-sequentie wordt gekoppeld aan een voorgeschreven therapie. In feite zien we dit al gebeuren."

Verhaalbron:

Materialen geleverd door Universiteit van Rochester. Opmerking: inhoud kan worden bewerkt voor stijl en lengte.


De anode en kathode worden bepaald door de stroom. In algemene zin verwijst stroom naar elke beweging van elektrische lading. Houd echter rekening met de afspraak dat de huidige richting is volgens waar a positief lading zou bewegen, geen negatieve lading. Dus, als elektronen de feitelijke in beweging in een cel, dan loopt de stroom in de tegenovergestelde richting. Waarom is het zo gedefinieerd? Wie weet, maar dat is de norm. Stroom vloeit in dezelfde richting als positieve ladingsdragers, bijvoorbeeld wanneer positieve ionen of protonen de lading dragen. Stroom vloeit tegen de richting van negatieve ladingsdragers, zoals elektronen in metalen.

  • De kathode is de negatief geladen elektrode.
  • De kathode trekt kationen of positieve lading aan.
  • De kathode is de bron van elektronen of een elektronendonor. Het kan een positieve lading accepteren.
  • Omdat de kathode elektronen kan genereren, die typisch de elektrische soorten zijn die de eigenlijke beweging uitvoeren, kan worden gezegd dat kathoden lading genereren of dat stroom van de kathode naar de anode gaat. Dit kan verwarrend zijn, omdat de richting van de stroom zou worden bepaald door de manier waarop een positieve lading zou bewegen. Onthoud dat elke beweging van geladen deeltjes stroom is.

DNA is negatief geladen. Waar is alle positieve lading in mijn lichaam? - Biologie


Voordelen van E-Power-machines omvatten pijnverlichting, urenlang energie, anti-verouderingseigenschappen en huidverjonging, verhoogde negatieve ionen (wetenschappelijk bewezen om depressie en neurose te verlichten), verbeterd cellulair herstel en functie, bevordering van de pH-balans, cellulaire ontgifting en verbeterde eliminatie.

Laad je lichaam op en geef het een boost!
Kortom, je lichaam is een gigantische batterij die opnieuw moet worden opgeladen om goed te kunnen functioneren (hetzelfde principe als je mobiele telefoon), en dit is waar de verfijning van E-Power-machinetherapie om de hoek komt kijken, hieronder uitgebreid uitgelegd .


De E-Power is moderne genezing met behulp van geavanceerde technologie gemaakt in Japan (meer dan 20 jaar geleden voor het eerst geïntroduceerd buiten Azië), bekend als elektrotherapie of elektrogeneeskunde, ook bekend als PEMF.

Deze PEMF-therapiemachine (gepulseerd elektromagnetisch veld), verhoogt niet alleen het negatieve elektrische potentieel van het lichaam, maar activeert ook de afgifte van serotonine en bevordert de activering van ATP, wat resulteert in blijvende energie, cellulaire communicatie en verbinding, verbeterde huidelasticiteit en collageenproductie, verlichting van fysieke pijn als gevolg van circuits blokkades, een merkbaar en diep gevoel van welzijn, en nog veel meer, afhankelijk van specifieke individuele gezondheidsuitdagingen.

Een dutje doen, ontstressen en genieten.


Rusland, Duitsland en Japan zijn de huidige experts in elektrotherapie - een futuristische methode van energetische genezing die vandaag beschikbaar is en door iedereen wereldwijd kan worden gebruikt, in het comfort van thuis.

Oosterse geneeskunde gecombineerd
met westerse technologie.

Ontspan, lees een boek, kijk tv
en laat de E-Power zijn werk doen.

Achtergrondinformatie over de E-Power Machine:

Het elektrische veld van de natuur creëert negatieve ionen,
natuurlijke elektromagnetische therapie.

De E-Power machine genereert hetzelfde
therapeutische effecten via elektrotherapie.

Negatieve ionen zijn in feite zuurstofionen waaraan een extra elektron is bevestigd, geproduceerd door watermoleculen, die de lucht zuiveren en ziektekiemen doden.

Negatieve ionen en elektrische velden:
Heb je je ooit afgevraagd waarom we graag ontspannen bij de oceaan of bij een waterval zitten, varen op een meer of joggen langs een rivier? Het is omdat ze een energetisch elektrisch veld zijn, gevuld met negatieve ionen, die ook voorkomen in hoge plateaus en hooglanden zoals die in Rusland, China, Pakistan en Ecuador, waar stammen een aanzienlijk langere levensduur hebben. Deze negatieve ionen genezen ons omdat ze ons mentaal, emotioneel en fysiek verheffen en serotonine (de chemische stof voor een goed gevoel) in het lichaam activeren.

Gebouwen met airconditioning, tl-verlichtingsruimten, kamers met sigarettenrook, oververhitte huizen en benauwde omgevingen, bevatten minimale tot nul negatieve ionen, wat een slechte gezondheid bevordert, waaronder hoofdpijn, gebrek aan energie en lethargie, mentale mist, depressie, apathie, droge huid en uitdroging.

Laad je lichaam op door de natuur: Ga de volgende keer dat u zich depressief voelt, zitten bij de oceaan of een rivier of waterval en laat de natuur u kalmeren, opbeuren en genezen. De volgende keer dat u in de buurt van aarde, gras of zand bent, schopt u uw schoenen uit en loopt u blootsvoets, wat uw negatieve ionen een boost zal geven , verhef je geest, geef je lichaam energie en bevorder genezing, ontspanning en innerlijk evenwicht.

Ter info: verhoog het niveau van negatieve ionen in uw huis en kantoor door een waterfontein en levende planten te introduceren.

De E-Power Machine is een Negative Potential Body Energizer.

Wat is een 'negatief potentieel'?
Er zijn ongeveer zestig biljoen cellen in je lichaam en elke cel heeft 30-40 microspanningen, daarom is het totale 'elektrische potentieel' enorm, 24.000.000.000+.

Elke cel heeft een positief of negatief ladingspotentieel:

Een positief geladen cel kan schadelijk zijn.
Voedingsstoffen, zuurstof en H2O kunnen de cel niet binnendringen.
Afval en kooldioxide blijven opgesloten in de cel.
De cel ontvangt overmatig natrium+/waterstof+

Een negatief geladen cel laat toe.
Voedingsstoffen, zuurstof en H2O dringen de cel binnen - afval en koolstofdioxide komen vrij.

BEN E PAST BIJ:


We hebben allemaal een negatieve potentiële 'bankrekening':

a) Kinderen hebben ca. 70-90 millivolt negatief potentieel - ze hebben tonnen energie.
b) Zieken en vermoeiden hebben minder dan 60 millivolt - ze hebben geen energie en hebben pijn.
c) Senioren hebben nog minder. Als cellen afsterven, zijn er nul millivolt.
d) Kanker en ziekte is gelijk aan 15 millivolt.

De E-Power-machine verhoogt het negatieve elektrische potentieel in het lichaam, verhoogt de zuurstofreserves, stimuleert de stofwisseling, ondersteunt het immuunsysteem, verlaagt de bloedsuikerspiegel, wat allemaal resulteert in een verhoogde gezondheid en revitalisering. Het lichaam reageert op de negatieve potentiële energie en begint sedimentzuren, onzuiverheden, triglyceriden en cholesterol te verwijderen, die zich aan de wanden van slagaders hechten. Aangezien de E-power het elektrische potentieel en de celdoorlaatbaarheid verhoogt, reinigt het daardoor het bloed en brengt het de pH in evenwicht.

Negatieve ionen elimineren mogelijk vrije radicalen in een menselijk lichaam en houden lichaamsvloeistoffen in een zwak alkalische toestand.

"Door het lichaam als condensator te gebruiken, genereert de E-Power-machine 70 kHz hoogfrequente elektrische golven, voor acute pijn om sensorische vezels te stimuleren. Naarmate de E-Power de temperatuur van de onderhuidse huid verhoogt, verspreidt de negatieve potentiële energie zich door het hele lichaam , waardoor een harmonieus elektrisch veld ontstaat.

Negatieve potentiële energie met hoge frequentie balanceert de functies van kationen (positief geladen ionen) en anionen (negatief geladen ionen) aan beide zijden van het celmembraan. Dit bevordert een snellere stofwisseling en helpt bij het opbouwen van immuniteit." - Extract aangepast van HTE.

De oceaan heeft een overvloed
van negatief geladen ionen.

Vermijd zwaar contact met EMV's - mobiele telefoons,
computers - die schadelijke positieve ionen creëren.

Negatief potentieel, mitochondriën en ATP:

1) Binnen elke cel zijn er 'energiefabrieken', mitochondriën genaamd (die in bijna alle cellen behalve rode bloedcellen worden aangetroffen), die 90% of meer ATP (adenosinetrifosfaat) produceren, een belangrijke energiebron voor de meeste cellulaire en spierfuncties, inclusief de synthese van DNA.

Mitochondriënfalen veroorzaakt celbeschadiging die leidt tot celdood, wat een verminderde ATP-productie betekent, wat resulteert in ziekten en aandoeningen, zowel fysiek als neurologisch. Veroudering is gedeeltelijk te wijten aan een gebrek aan ATP, onderzocht en bevestigd door wetenschappers over de hele wereld.

Negatief potentieel activeert het ATP-enzym en bevordert de samenstelling van het ATP dat voortdurend wordt afgebroken en elk moment opnieuw wordt gesynthetiseerd, geproduceerd door de ene reeks reacties en bijna onmiddellijk geconsumeerd door een andere.

ATP transporteert chemische energie in cellen voor het metabolisme en is dus een energie die essentieel is voor het lichaam om te kunnen overleven. ATP wordt gebruikt om complexe moleculen te bouwen, spieren samen te trekken en elektriciteit op te wekken in zenuwen. Zonder ATP zou het leven zoals wij het begrijpen niet kunnen bestaan.

2) Elke cel in het lichaam heeft een natrium-kaliumpomp die wordt geactiveerd door ATP en essentieel is voor de goede werking van het lymfestelsel. Elke cel moet negatief geladen blijven om de natrium/kaliumpomp goed te laten werken, waardoor voedingsstoffen kunnen binnendringen en afval kan ontsnappen. Als de negatieve lading afneemt, beïnvloedt dit de ATP, en daarmee de natrium/kaliumpomp, en brengt zo de cel in gevaar.

TER INFO: Een interessante opmerking is dat fibromyalgiepatiënten naar verluidt een lage ATP hebben, bevorderd door voedingstekorten.


De E-Power-machine voor gezondheid en schoonheid:



Anti-aging en huidvoordelen.

Langzame veroudering: We willen allemaal gezond zijn, veroudering vertragen en energiek blijven. De E-Power-machine werkt om deze verlangens te bevorderen en te ondersteunen. Veel gebruikers over de hele wereld hebben merkbare veranderingen gemeld, waaronder een zachtere, stevigere huid, een strakkere nek (verslapte huid) en een beter gedefinieerde kaaklijn (wangen).

Blad gezichtsmasker: Zowel mannen als vrouwen hebben superieure resultaten ontdekt door een sheet mask te gebruiken met de E-Power machine - sessie van 30 minuten op lage of medium stand. De machine werkt om een ​​grotere opname van ingrediënten uit het masker mogelijk te maken, waardoor het uiterlijk, de huidtextuur, de elasticiteit en de stevigheid van het gezicht ten goede komen.

Toxine eliminatie: De E-Power-machine ondersteunt het herstelvermogen van het lichaam door elektromagnetische cellulaire reactivering, verjonging en welzijn op meerdere niveaus te bevorderen - inclusief de bevordering van stoelgang en energie die zowel een gezonde huid als jeugdige levendigheid bevorderen. De machine werkt op spiercellen van het spijsverteringsstelsel voor een snellere spijsvertering, verzacht de harde afvalstoffen en stimuleert de darm om de darmtransit te vergroten, waardoor constipatie wordt geëlimineerd en gifstoffen worden verwijderd, wat een heldere, stralende teint ondersteunt.

Verhoogde collageenproductie: Elektrische stimulatie met een hoge frequentie van cellen met een snelheid van 70.000 keer per seconde (70 kHz), helpt de huid haar elasticiteit terug te krijgen door collageen en hyaluronzuur te verhogen, en versnelt het ontgiftingsproces van de huid, waardoor het uiterlijk en de cellulaire gezondheid worden verbeterd.

Consistent dagelijks gebruik van x30 dagen plus bevordert een zachtere huid, vermindert lijntjes en er is gemeld dat het een versteviging van de kaaklijn bevordert door gebruikers in de VS en Canada.


DNA is dynamisch en heeft een hoge energie, niet stijf of statisch zoals eerst gedacht

De weergegeven interactie leverde de beroemde verklaring van de structuur van DNA op, maar het afgebeelde model is een stijve momentopname van geïdealiseerd DNA. Zoals onderzoekers van het Baylor College of Medicine en de University of Houston opmerken in een rapport dat online in het tijdschrift verschijnt Onderzoek naar nucleïnezuren, DNA is niet stijf of statisch. Het is dynamisch met veel energie. Het bestaat van nature in een enigszins ondergewikkelde toestand en de status verandert in golven die worden gegenereerd door normale celfuncties zoals DNA-replicatie, transcriptie, reparatie en recombinatie.

DNA gaat ook gepaard met een wolk van tegenionen (geladen deeltjes die de zeer negatieve lading van het genetische materiaal neutraliseren) en natuurlijk de eiwitmacromoleculen die de DNA-activiteit beïnvloeden.

"Veel modellen en experimenten zijn geïnterpreteerd met het statische model", zegt dr. Lynn Zechiedrich, universitair hoofddocent moleculaire virologie en microbiologie bij BCM en senior auteur van het rapport. "Maar dit model houdt niet rekening met het feit dat DNA in het echte leven tijdelijk onder- en overwikkeld is in zijn natuurlijke staat."

DNA lijkt een perfecte veer die kan worden uitgerekt en vervolgens terugveert naar zijn oorspronkelijke conformatie. Hoe ver kun je het uitrekken voordat er iets met de structuur gebeurt en het niet terug kan stuiteren? Wat gebeurt er als het wordt blootgesteld aan normale cellulaire spanningen die betrokken zijn bij het uitvoeren van zijn werk? Dat was het probleem dat Zechiedrich en haar collega's aanpakten.

Hun resultaten gaan ook in op een vraag van een andere Nobelprijswinnaar, wijlen Dr. Linus Pauling, die vroeg hoe de informatie die door de basen wordt gecodeerd, kan worden gelezen als deze in het DNA-molecuul is opgeslagen met fosfaatmoleculen aan de buitenkant.

Het is gemakkelijk uit te leggen wanneer de cel zich deelt, omdat het dubbelstrengs DNA zich ook deelt in opdracht van een speciaal enzym, waardoor de genetische code gemakkelijk leesbaar is.

"Veel cellulaire activiteiten houden echter niet de scheiding van de twee DNA-strengen in", zei Zechiedrich.

Om het probleem te ontrafelen, simuleerde voormalig afgestudeerde student Dr. Graham L. Randall, gezamenlijk begeleid door Zechiedrich en Dr. B. Montgomery Pettitt van UH, 19 onafhankelijke DNA-systemen met vaste graden van onder- of overwinding, met behulp van een speciale computeranalyse die werd gestart door Pettitt.

Ze ontdekten dat wanneer DNA op dezelfde manier wordt ondergewikkeld als een veer, de krachten ervoor zorgen dat een van de twee basen &ndash adenine of thymine &ndash uit de sequentie "uitklapt", waardoor de stress die het molecuul ervaart wordt verlicht.

"Het gebeurt altijd in de onderwonde staat", zei Zechiedrich. "We wilden weten of torsiespanning de kracht was die verantwoordelijk was voor het kantelen van de basis die anderen hebben zien optreden, maar waarvoor we geen idee hadden waar de energie werd geleverd om deze zeer grote klus te klaren."

Wanneer de basis naar buiten klapt, verlicht het de stress op het DNA, dat vervolgens de rest van het DNA dat niet bij de basis betrokken is, ontspant en terugkeert naar zijn "perfecte veer" -toestand.

Wanneer het molecuul wordt omwikkeld, neemt het een "Pauling-achtige DNA"-toestand aan waarin het DNA zichzelf binnenstebuiten keert om de basen bloot te leggen - veel op de manier waarop Pauling had voorspeld.

Zechiedrich en haar collega's theoretiseren dat het base-flipping, denaturatie en Pauling-achtig DNA veroorzaakt door onder- en overwinding DNA in staat stelt om te interageren met eiwitten tijdens processen zoals replicatie, transcriptie en recombinatie en dat de code kan worden gelezen. En terug naar het idee van het "perfecte veer"-gedrag van de DNA-helix - "Dit idee is helemaal verkeerd", zei Zechiedrich. "Onderwinden is niet gelijk aan en tegengesteld aan overwind, zoals voorspeld, bij lange na niet, dat is echt een cool resultaat dat Graham behaalde."

Ondersteuning voor dit werk kwam van de Robert A. Welch Foundation, de National Institutes of Health en het Keck Center for Interdisciplinary Bioscience Training van de Gulf Coast Consortia. De berekeningen werden gedeeltelijk uitgevoerd met behulp van de Teragrid en de Molecular Science Computing 85 Facility in het William R. Wiley Environmental Molecular Sciences Laboratory, gesponsord door het Amerikaanse Department of Energy's Office of Biological and Environmental Research en gevestigd in het Pacific Northwest National Laboratory.

Verhaalbron:

Materialen geleverd door Baylor College of Medicine. Opmerking: inhoud kan worden bewerkt voor stijl en lengte.


Gelelektroforese

Omdat nucleïnezuren negatief geladen ionen zijn bij neutrale of alkalische pH in een waterige omgeving, kunnen ze worden verplaatst door een elektrisch veld. Gelelektroforese is een techniek die wordt gebruikt om geladen moleculen te scheiden op basis van grootte en lading. De nucleïnezuren kunnen worden gescheiden als hele chromosomen of als fragmenten. De nucleïnezuren worden in een sleuf aan het ene uiteinde van een gelmatrix geladen, er wordt een elektrische stroom aangelegd en negatief geladen moleculen worden naar het andere uiteinde van de gel getrokken (het uiteinde met de positieve elektrode). Kleinere moleculen bewegen sneller door de poriën in de gel dan grotere moleculen. Dit verschil in migratiesnelheid scheidt de fragmenten op basis van grootte. De nucleïnezuren in een gelmatrix zijn onzichtbaar totdat ze worden gekleurd met een verbinding waardoor ze zichtbaar zijn, zoals een kleurstof. Verschillende fragmenten van nucleïnezuren verschijnen als banden op specifieke afstanden van de bovenkant van de gel (het negatieve elektrode-uiteinde) die zijn gebaseerd op hun grootte (figuur 3). Een mengsel van vele fragmenten van verschillende groottes verschijnt als een lang uitstrijkje, terwijl ongeknipt genomisch DNA gewoonlijk te groot is om door de gel te lopen en een enkele grote band vormt aan de bovenkant van de gel.

Figuur 3: Getoond zijn DNA-fragmenten van zes monsters die op een gel zijn gelopen, gekleurd met een fluorescerende kleurstof en bekeken onder UV-licht. (credit: wijziging van het werk door James Jacob, Tompkins Cortland Community College)

DNA is negatief geladen. Waar is alle positieve lading in mijn lichaam? - Biologie

Beginnende biologiestudenten maken kennis met de macromoleculen van de cel (eiwitten, nucleïnezuren, lipiden en koolhydraten) als de belangrijkste spelers in de cellulaire functie. Wat verontrustend bedrieglijk is aan dit beeld, is dat het niet verwijst naar de vele ionensoorten zonder welke cellen helemaal niet zouden kunnen functioneren. Ionen hebben een grote verscheidenheid aan rollen in cellen. Verschillende van onze favorieten omvatten de rol van ionen in elektrische communicatie (Na + , K + , Ca 2+ ), als cofactoren bij het dicteren van de eiwitfunctie met hele klassen van metalloproteïnen (die volgens sommige schattingen ten minste ¼ van alle eiwitten vormen) in processen variërend van fotosynthese tot menselijke ademhaling (Mn 2+ , Mg 2+ , Fe 2+ ), als stimulans voor signalering en spieractie (Ca 2+ ), en als basis voor het opzetten van transmembraanpotentialen die vervolgens worden gebruikt om belangrijke processen aan te drijven zoals ATP-synthese (H+, Na+).

Figuur 1: Ionische samenstelling in zoogdierorganismen. Er worden drie verschillende regio's gekarakteriseerd: het cellulaire interieur ("intracellulaire vloeistof"), het medium tussen cellen ("intercellulaire vloeistof") en het bloedplasma dat zich buiten het weefsel bevindt, voorbij de capillaire wand. De y-as is in eenheden van ionconcentratie die Eq wordt genoemd voor "equivalenten", die gelijk zijn aan de ionenconcentratie vermenigvuldigd met de absolute lading. Deze eenheden maken het gemakkelijk om te zien dat de totale hoeveelheid positieve en negatieve lading in elk compartiment gelijk is, in overeenstemming met het principe van elektroneutraliteit. Hoewel het niet duidelijk is uit de figuur, zijn de totale concentraties van vrije opgeloste stoffen (som van concentraties van zowel positieve als negatieve componenten zonder rekening te houden met hun lading) hetzelfde in de intracellulaire en intercellulaire vloeistof. Dit geeft aan dat de twee compartimenten in osmotisch evenwicht zijn. (Aangepast van O. Andersen, "Cellular electrolyte metabolisme" in Encyclopedia of Metalloproteins, Springer, blz. 580-587, 2013, BNID 110754.

Een telling van de ionische ladingen in een zoogdierweefselcel en in het omringende intercellulaire waterige medium in het weefsel wordt getoond in figuur 1 linker- en middelste panelen. De figuur toont ook de samenstelling van een andere lichaamsvloeistof, het bloedplasma, dat door de capillaire wanden van weefsels wordt gescheiden. De figuur maakt duidelijk dat in elk gebied de som van negatieve ionenladingen met een zeer hoge nauwkeurigheid gelijk is aan de som van positieve ladingen. Dit staat bekend als de wet van elektroneutraliteit. De relatief kleine afwijkingen die we zouden kunnen verwachten, worden gekwantificeerd in het vignet over "Wat is het elektrische potentiaalverschil over biologische membranen?". Figuur 1 laat ook zien dat de bloedionische samenstelling sterk lijkt op die van de interstitiële vloeistof. Toch verschilt de samenstelling van het celinterieur duidelijk van het milieu buiten de cel. Het dominante positieve ion in de cel is bijvoorbeeld kalium met een concentratie die meer dan 10 keer hoger is dan die van natrium. Buiten de cel keert de situatie om met natrium als het dominante positieve ion. Deze en andere verschillen worden zorgvuldig gecontroleerd door zowel kanalen als pompen en we bespreken hieronder enkele van hun functionele belang.

Tabel 1: Ionische concentraties in zeewater, een bacterie- en gistcel, in een zoogdiercel en in het bloed. Concentraties zijn allemaal in eenheden van mM. Waarden worden afgerond op één significant cijfer. Tenzij anders vermeld, is de concentratie totaal inclusief zowel vrije als gebonden ionen. Merk op dat concentraties met meer dan een orde van grootte kunnen veranderen, afhankelijk van het celtype en fysiologische en omgevingscondities zoals de gemiddelde osmolariteit of externe pH. Na+-concentraties zijn bijzonder moeilijk te meten vanwege het opsluiten en kleven van ionen aan cellen. De meeste Mg2+-ionen zijn gebonden aan ATP en andere cellulaire componenten. Meer BNID's die zijn gebruikt om de tabel te construeren: 104083, 107487, 110745, 110754.

Ionenkanalen dienen als passieve barrières die kunnen worden geopend of gesloten als reactie op omgevingsfactoren zoals spanning over het membraan, de concentratie van liganden of membraanspanning. Pompen daarentegen gebruiken energie in de vorm van protonen of ATP om geladen soorten tegen hun concentratiegradiënt in te pompen. De concentratieverschillen die door deze membraanmachines worden gemedieerd, kunnen vaak meerdere orden van grootte zijn en komen in het extreme geval van calciumionen overeen met een 10.000 keer grotere concentratie van ionen buiten de cel dan binnen, zoals weergegeven in tabel 1. De dominante spelers in termen van overvloed in de cel zijn kalium (K + ), chloride (Cl – ) en magnesium (Mg 2+ ) (hoewel de laatste meestal gebonden is aan ATP, ribosomen en andere macromoleculen en metabolieten zodat de vrije concentratie ervan orders is van omvang lager). Tabel 1 toont enkele typische ionconcentraties in bacteriën, gisten en zoogdiercellen. Sommige ionenconcentraties zijn strak gereguleerd, met name giftige metaalionen die ook essentieel zijn voor bepaalde processen, maar ook regulatie van K+ door osmolariteit, wat essentieel is voor groei. Andere ionen zijn minder strak gereguleerd, Na+ is zo'n voorbeeld. Een van de provocerende observaties die uit deze tabel naar voren komt, is dat positieve ionen veel overvloediger zijn dan negatieve ionen. Wat is de oorsprong van zo'n elektrische onbalans in de eenvoudige ionen? Veel van de metabolieten en macromoleculen van de cel zijn negatief geladen. Deze negatieve lading wordt verleend door fosfaat in kleine metabolieten en DNA en door carboxylgroepen aan de zure aminozuren, zoals de meest voorkomende vrije metaboliet, glutamaat. Veel meer over deze cellulaire spelers is te vinden in het vignet over "Wat zijn de concentraties van vrije metabolieten in cellen?".

Kalium is meestal dicht bij evenwicht in dierlijke en plantaardige cellen. Gezien het feit dat de concentratie in de cel ongeveer 10 tot 30 keer hoger is dan buiten de cel, hoe kan het dan in evenwicht zijn? Assume we start with this concentration difference across the membrane, and with no electric potential difference (there are counter ions on each side of the membrane to balance the initial charges and they cannot move). As the potassium ions diffuse down their concentration gradient, from the inside to the outside, they quickly create an electric potential difference due to their positive net charge (the net charge movement is miniscule compared to the ion concentrations on the two sides of the membrane as discussed in the vignette on “What is the electric potential difference across membranes?”). The potential difference will increase until its effect will exactly balance the diffusive flux and this is when equilibrium will be reached. This type of equilibrium is known as electrochemical equilibrium. Indeed from the equilibrium distribution we can infer that the cell has a negative electric potential inside and by how much. The direction of the voltage difference across the cell membrane is indeed from positive outside to negative inside as can be naively expected from pumping of protons out of the cell, and as discussed in quantitative terms in the vignette on “ What is the electric potential difference across membranes?”.

The concentrations described above are in no way static. They vary with the organism and the environmental and physiological conditions. To flesh out the significance of these numbers, we examine a case study from neuroscience. For example, how different is the charge density in a neuron before and during the passage of an action potential? As noted above, the opening of ion channels is tantamount to a transient change in the permeability of the membrane to charged species. In the presence of this transiently altered permeability, ions rush across the membrane as described in detail in the vignette on “How many ions pass through an ion channel per second?”. But how big a dent does this rush of charge actually make to the overall concentrations? Muscle cells in which such depolarization leads to muscle contraction often have a diameter of about 50 μm, and a simple estimate (BNID 111449) reveals that the change in the internal charge within the cell as a result of membrane depolarization is only about a thousandth of a percent (10 -5 ) of the charge within the cell. This exemplifies how minor relative changes can still have major functional implications.


DNA and genetic organization

The physicochemical properties conferred by DNA sequence not only determine bending and melting preferences, but also correlate strongly with the genetic organization of both eukaryotic and bacterial chromosomes. In general, the coding sequences of genes have a G/C-rich bias [45, 112] . In part, this is because the codons for the most abundant amino acids also have a G/C-rich bias [113, 114] . The corollary is that noncoding DNA sequences, including introns as well as 5′ and 3′ flanking DNA sequences, are generally more A/T-rich. Indeed the most A/T-rich and most thermodynamically unstable DNA sequences in the Saccharomyces cerevisiae genome are located in 3′ flanking regions [110] . This distribution of base composition on a genomic scale implies that, on average, coding sequences are stiffer or less bendable, whereas noncoding sequences are both more flexible and more susceptible to strand separation. However, in apparent contradiction to these variations in flexibility, in eukaryotic chromosomes coding sequences have a higher nucleosome occupancy than noncoding sequences [45, 112] . But, again, this pattern of occupancy is possibly related to another sequence-dependent physical property of the polymer, the higher intrinsic entropy of certain A/T-rich sequences [32] .

The occurrence of the more A/T-rich sequences in the flanking regions of genes has functional significance. At the 5′-end of a transcription unit there is an obvious correlation with the requirement for RNA polymerase to melt DNA prior to transcription initiation. But at the 3′-ends of transcription units, polymerase dissociates and releases the constrained unwound DNA so that it reforms a double helix. One possibility is that such regions serve as topological sinks, absorbing by writhing any positive superhelicity generated in advance of the transcribing enzyme. This would block the transmission of any such superhelicity to a neighbouring gene with the potential for disrupting its chromatin structure. Instead, the writhed DNA would serve as an appropriate substrate for relaxation by topoisomerases in particular, topoisomerase II, which is preferentially associated with actively transcribed genes [115] . Topoisomerase II, together with topoisomerase I, is also found in regions of low nucleosome occupancy at promoters [115] . However, measurement of the association of topoisomerase II with its optimal binding sites is precluded because of their highly repetitive and redundant nature.

The relationship of the physicochemical properties of DNA to chromosome organization and function in not only apparent at the level of individual genes and transcription units, but is also a feature of whole bacterial chromosomes. These chromosomes comprise, in general, a single circular DNA molecule which can vary in length from

0.5 Mb to 6–10 Mb. Remarkably in these chromosomes, at least in most γ-Proteobacteria, gene order is highly conserved such that those genes that are highly expressed during exponential growth are clustered near the origin of DNA replication, whereas those that are more active during episodes of environmental stress resulting in the cessation of growth are more frequent in the vicinity of the replication termini [116, 117] . However, not only is there a gradient of gene organization from origin to terminus, but also this gradient correlates, on average, with a gradient of base composition so that in each replichore the most stable, G/C-rich, DNA is close to the origin while the least stable is at the terminus [117] . This average pattern of course includes wide variations at the level of individual genes. Yet another feature that exhibits a graded response from origin to terminus is the distribution of binding sites for DNA gyrase [116, 118] , a topoisomerase that inserts negative superhelical turns into DNA [55] . Again these are concentrated primarily in proximity to the origin of replication and thus create the potential for the DNA in this region to be more highly negatively supercoiled than that close to the terminus. This overall pattern of organization can couple chromosome structure to energy availability [69] . When bacteria are shifted to a fresh rich growth medium, ATP levels rise, activating DNA gyrase and thus increasing the negative superhelical density of the chromosome [60] . This would be localized to the origin-proximal region and would, in turn, activate the genes producing the necessary components for growth – the transcription and translation machinery – as well as providing an appropriate environment for DNA replication. Once DNA replication is initiated, the passage of the replisomes along the two replichores would by itself generate a gradient of superhelicity by the Liu/Wang principle [56] , with the more negatively supercoiled DNA again being located closer to the origin and the more relaxed DNA close to the terminus. Again, by analogy to transcriptions, the DNA close to the terminus, in concert with topoisomerases, might act as a topological barrier between the two replichores. The bacterial chromosome thus functions as a topological machine in which the overall distribution of DNA sequences reflects the coupling between the processing of the replisomes and gene expression.

Although the Liu/Wang principle was initially conceived as applying to naked DNA, it is equally valid when considered in the context of higher order structures generated by DNA packaging. In eukaryotic nuclei, despite the existence of the 30 nm fibre in vivo being recently questioned [118] , the left-handed coiling of the nucleosome stacks responds to torsional forces – such as those generated by transcription – by unwinding on application of positive torsion and correspondingly rewinding with applied negative torsion [119] .


Find a Specialist Find a Specialist

If you need medical advice, you can look for doctors or other healthcare professionals who have experience with this disease. You may find these specialists through advocacy organizations, clinical trials, or articles published in medical journals. You may also want to contact a university or tertiary medical center in your area, because these centers tend to see more complex cases and have the latest technology and treatments.

If you can’t find a specialist in your local area, try contacting national or international specialists. They may be able to refer you to someone they know through conferences or research efforts. Some specialists may be willing to consult with you or your local doctors over the phone or by email if you can't travel to them for care.

You can find more tips in our guide, How to Find a Disease Specialist. We also encourage you to explore the rest of this page to find resources that can help you find specialists.

Healthcare Resources

  • To find a medical professional who specializes in genetics, you can ask your doctor for a referral or you can search for one yourself. Online directories are provided by the American College of Medical Genetics and the National Society of Genetic Counselors. If you need additional help, contact a GARD Information Specialist. You can also learn more about genetic consultations from MedlinePlus Genetics.


Bekijk de video: Gel Electrophoresis Explained (Januari- 2022).