Решение
Ответ 1:
Причиной самосборки является термодинамически выгодное формирование структур, происходящее с уменьшением свободной энергии системы. При этом происходит образование большого количества нековалентных связей (водородных, гидрофобных контактов, стекинга), каждая из которых сама по себе дает небольшой выигрыш в энергии, но все вместе они приводят в значительным энергетическим преимуществам.
Ответ 2.
Из рисунка следует, что соотношение цепей L:M:S составляет 1:3:3.
Ответ 3:
Учитывая, что у комплементарных цепей 3' конец одной цепи взаимодействует с 5'-концом другой цепи, и внимательно рассмотрев рисунок, на котором изображено, что черные концы как бы свисают, то есть не входят в двойную спираль, можно найти следующие соответствия:
M 3'-gC AAT ggC AC-
S 5'-CgC gCg TTA CCg Tg T
S 3'-gTA CTg ATA CgT Tgg
M 5'-AC TAT gCA ACC-
Итого 10 пар в верхнем двуспиральном участке и 11 пар в нижнем двуспиральном участке. Всего 21 основание цепи S участвует в образовании двойной спирали.
Ответ 4.
(1,8 ккал/6,022×1023)×21 = 6,28×10-20 ккал или 2,62×10-19 Дж
поскольку E = F×L, где L = 0,33×21 = 6,93 нм
то F = 2,62×10-19 / 6,93×10-9 = 3,8×10-10 или 380 пН
Ответ 5.
Поскольку на рисунке указано, что длина ребра составляет 4,5 оборота спирали, то есть 45 пар нуклеотидов, и длина на одну пару составляет 0,33 нм, то
0,33×45 = 14,85 нм. Это длина ребра без учета толщины ребра. Чтобы посчитать полную длину, нужно прибавить еще удвоенную толщину ребра, то есть
14,85 нм + 4 нм = 18,85 нм
Ответ 6.
Если прибор измеряет радиус частиц в приближении сфер, значит нужно описать сферу вокруг куба и вычислить ее радиус. Диаметр сферы, описанной вокруг куба, равен его диагонали, то есть a√3. Длина ребра куба была посчитана в вопросе 5 и составляет 18,85 нм.
Следовательно
(18,85×√3)/2 = 16,3 нм.
Ответ 7.
Всего в цепи М 43 нуклеотида, значит ее первоначальная длина была
43×0,43 = 18,49 нм.
После образования двойной спирали расстояние между концами цепи уменьшилось и составило 43×0,33 = 14,19 нм
Поскольку образовался куб, то двойная спираль изогнулась на угол 90о, причем, как видно из рисунка, изгиб приходится примерно на середину цепи М, следовательно, расстояние между концами цепи равно длине гипотенузы прямоугольного треугольника с катетами, равными половине от длины двойной спирали, то есть:
√2×(14,19/2)2 = 7,095√2 = 10,03 нм
Следовательно, разница в длине составляет 18,49-10,03 = 8,46 нм
Ответ 8.
Можно создавать самые разнообразные конструкции см. рис. 1-2.
