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Probing Single-Stranded DNA Conformational Flexibility Using Fluorescence Spectroscopy

机译：使用荧光光谱探测单链DNA构象灵活性

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Single-stranded DNA (ssDNA) is an essential intermediate in various DNA metabolic processes and interacts with a large number of proteins. Due to its flexibility, the conformations of ssDNA in solution can only be described using statistical approaches, such as flexibly jointed or worm-like chain models. However, there is limited data available to assess such models quantitatively, especially for describing the flexibility of short ssDNA and RNA. To address this issue, we performed FRET studies of a series of oligodeoxythymidylates, (dT)N, over a wide range of salt concentrations and chain lengths (10 ≤ N ≤ 70 nucleotides), which provide systematic constraints for testing theoretical models. Unlike in mechanical studies where available ssDNA conformations are averaged out during the time it takes to perform measurements, fluorescence lifetimes may act here as an internal clock that influences fluorescence signals depending on how fast the ssDNA conformations fluctuate. A reasonably good agreement could be obtained between our data and the worm-like chain model provided that limited relaxations of the ssDNA conformations occur within the fluorescence lifetime of the donor. The persistence length thus estimated ranges from 1.5 nm in 2 M NaCl to 3 nm in 25 mM NaCl.
机译：单链DNA（ssDNA）是各种DNA代谢过程中必不可少的中间体，并与大量蛋白质相互作用。由于其灵活性，溶液中ssDNA的构象只能使用统计方法来描述，例如柔性接头或蠕虫状链模型。但是，有限的数据可用于定量评估此类模型，特别是用于描述短ssDNA和RNA的灵活性。为了解决这个问题，我们在一系列盐浓度和链长（10≤N≤70个核苷酸）的范围内对一系列寡脱氧胸苷酸（dT）N进行了FRET研究，这为测试理论模型提供了系统的约束。与机械研究不同，在机械研究中，可用的ssDNA构象会在执行测量的时间内平均化，荧光寿命在此可能会作为内部时钟，根据ssDNA构象的波动速度来影响荧光信号。只要在供体的荧光寿命内发生ssDNA构象的有限松弛，就可以在我们的数据与蠕虫状链模型之间获得合理的良好协议。因此，估计的持久长度范围从2 M NaCl中的1.5 nm到25 mM NaCl中的3 nm。

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