that the 25 cm
−
1
peak corresponding to oscillations of nucleinic bases is observed
in the low-frequency region. An intensity of this combinational satellite exceeds
more than by an order of magnitude the intensity of lines relating to intramolecular
vibrations. An intensive maximum is determined in the high-frequency region
(
≈
3000
cm
−
1
) corresponding to the CH-group oscillations. The combinational
satellites are ascribed to internal oscillations of nucleinic bases. The obtained
data on the form of Raman scattering spectra of the DNA molecule may be used
for identification of different DNA types and for analysis of genetic information
associated with the molecular structure of this molecule.
Keywords
:
Raman scattering, DNA, nucleinic bases, laser, spectrum, oscillations.
Нуклеиновые кислоты присутствуют в биоструктурах и играют
важную роль в процессах жизнедеятельности. Изучение их структу-
ры и динамических характеристик — одна из актуальных областей
молекулярной физики. Пример таких кислот — это дезоксирибонукле-
иновая кислота (ДНК), которая была открыта Иоганном Фридрихом
Мишером в 1868 г. Из остатков клеток, содержащихся в гное, он выде-
лил вещество, в состав которого входят азот и фосфор. Сначала новое
вещество получило название нуклеин. Позднее, когда Мишер опреде-
лил, что это вещество обладает кислотными свойствами, оно получило
название нуклеиновая кислота [1]. Биологическая функция этого веще-
ства была неясна, и долгое время ДНК считалась запасником фосфора
в организме. Даже в начале XX в. многие биологи полагали, что ДНК
не имеет никакого отношения к передаче информации.
Расшифровка структуры ДНК стала одним из поворотных момен-
тов в истории биологии. В 1962 г. за выдающийся вклад в это открытие
была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине.
Исследованию спектров комбинационного рассеяния (КР) ДНК
посвящено большое число работ [2–6]. В работах [2, 3] был полу-
чен спектр КР в диапазоне значений частоты 600. . . 1800 см
−
1
вод-
ного раствора ДНК тимуса теленка при температуре 25, 80, 98
◦
С и
кислотности pH = 7 в присутствии 0,01 моль/л какодилата натрия и
0,001 м ЭДТА. При этом суммарная концентрация ионов
Na
+
соста-
вляла 0,0075 моль/л. Авторами обнаружено, что при приближении к
температуре плавления интенсивности отдельных линий, обусловлен-
ных колебаниями всех четырех оснований ДНК, постепенно увели-
чиваются. В работе [4] были исследованы спектры КР в диапазоне
значений частоты 600. . . 1800 см
−
1
сухой ДНК тимуса теленка при
температуре – 100, 20 и 130
◦
С. В этой же работе исследовали спектр
КР водного раствора ДНК тимуса теленка при температуре – 100, 20 и
96
◦
С. Установлено, что при снижении температуры значения частоты,
соответствующие аденину и гуанину, сдвигаются в сторону меньших
значений, а значения частоты, соответствующие тимину и цитозину,
не изменяются. Значения частоты, которые соответствуют аденину,
28
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2014. № 1
