Structural transformations of DNA under the influence of oligomers and polymers of ethylene glycols
Authors:   Department of Molecular Physics, Yerevan State University, Barkhudaryan V. G. 
Published: April 2023

In this work, the effect of ethylene glycol oligomers and polymers of various molecular masses on the structural transformations of deoxyribonucleic acid (DNA) is studied exclusively by viscometry. The main goal of this study was to understand how polyethylene glycol (PEG) interacts, which binds to calf thymus DNA (ctDNA). This paper presents the results of these studies. It has been found that ethylene glycols with molecular masses of 600 and 1000, apparently due to their smallness, do not have a noticeable effect on the sizes of DNA macromolecules in the studied concentration ranges. For ethylene glycols with molecular masses of 6000 and 7000, a clearly expressed complex course of the dependence of the intrinsic viscosity of DNA solutions on the polymer content was established. A decrease in the viscosity of solutions was observed, which was interpreted as a result of a decrease in the size of DNA macromolecules. It was assumed that with a change in the concentration of ethylene glycols in the system, an increase in the density of DNA macromolecules occurs due to a change in the balance of hydrophobic-hydrophilic interactions. The results of the study in the presence of 20 000 molecular masses of PEG in a DNA solution practically exclude the presence of interaction between DNA and PEG molecules at such molecular masses. Այս աշխատանքում բացառապես մածուցիկության մեթոդով ուսումնասիրվել է էթի-լենգլիկոլի օլիգոմերների և տարբեր մոլեկուլային զանգվածներով պոլիմերների ազդեցությունը դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթվի (ԴՆԹ) կառուցվածքային փոխակերպումների վրա։ Հետազոտության հիմնական նպատակն էր հասկանալ, թե ինչպես է փոխազդում պոլիէթիլենգլիկոլը (ՊէԳ), որը կապվում է հորթի նշագեղձի ԴՆԹ-ին (հնԴՆԹ): Ներկա հոդվածը ներկայացնում է այդ ուսումնասիրությունների արդյունքները: Պարզվել է, որ 600 և 1000 մոլեկուլային զանգվածներով էթիլենգլիկոլները, ըստ երևույթին, իրենց փոքրության պատճառով, նկատելի ազդեցություն չունեն ԴՆԹ-ի մակրոմոլեկուլների չափերի վրա ուսումնասիրված կոնցենտրացիաների միջակայքում: 6000 և 7000 մոլեկուլային զանգվածներով էթիլենգլիկոլների համար հստակ արտահայտված բարդ ընթացք է հաստատվել ԴՆԹ-ի պոլիմերների պարունակությունից լուծույթների ներքին մածուցիկության կախվածության համար: Նկատվել է լուծույթների մածուցիկության նվազում, որը մեկնաբանվել է որպես ԴՆԹ մակրոմոլեկուլների չափերի նվազման արդյունք։ Ենթադրվում է, որ համակարգում էթիլենգլիկոլների կոնցենտրացիայի փոփոխության ընթացքում ԴՆԹ-ի մակրոմոլեկուլների խտության աճ է տեղի ունենում հիդրոֆոբ-հիդրոֆիլ փոխազդեցությունների հավասարակշռության փոփոխության պատճառով: Հետազոտության արդյունքները ԴՆԹ լուծույթում ՊԷԳ-ի 20000 մոլեկուլային զանգվածով նմուշների առկայության պայմաններում գործնականում բացառվում է փոխազդեցության առկայությունը ԴՆԹ-ի և ՊԷԳ-ի մոլեկուլների միջև նման մոլեկուլային զանգվածների դեպքում: В данной работе исключительно методом вискозиметрии изучено влияние олигомеров и полимеров этиленгликоля различной молекулярной массы на структурные превращения дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Основная цель этого исследования состояла в том, чтобы понять, как взаимодействует полиэтиленгликоль (ПЭГ), который связывается с ДНК тимуса теленка (цтДНК). В данной работе представлены результаты этих исследований. Установлено, что этиленгликоли с молекулярными массами 600 и 1000, по-видимому, в силу своей малости, не оказывают заметного влияния на размеры макромолекул ДНК в исследованных диапазонах концентраций. Для этиленгликолей с молекулярными массами 6000 и 7000 установлен четко выраженный сложный ход зависимости характеристической вязкости растворов ДНК от содержания полимера. Наблюдалось снижение вязкости растворов, что интерпретировалось как результат уменьшения размеров макромолекул ДНК. Предполагалось, что при изменении концентрации этиленгликолей в системе происходит увеличение плотности макромолекул ДНК за счет изменения баланса гидро-фобно-гидрофильных взаимодействий. Результаты исследования в присутствии 20 000 молекулярных масс ПЭГ в растворе ДНК практически исключают наличие взаимодействия молекул ДНК и ПЭГ при таких молекулярных массах.