Visualizing Single-molecule DNA Replication with Fluorescence Microscopy

We describe a simple fluorescence microscopy-based real-time method for observing DNA replication at the single-molecule level. A circular, forked DNA ...

Direct Observation of Enzymes Replicating DNA Using a Single-molecule DNA Stretching Assay

We describe a method for observing real time replication of individual DNA molecules mediated by proteins of the bacteriophage replication system. ...

Harvard Medical School

&#x6211;&#x4EEC;&#x76EE;&#x524D;&#x8C03;&#x67E5;&#x6C22;&#x952E;&#x52A8;&#x529B;&#x5B66;&#x4E2D;&#x6C34;&#x5229;&#x7528;&#x98DE;&#x79D2;&#x7EA2;&#x5916;&#x5149;&#x8C31;&#x7684;&#x5662;&#x62C9;&#x4F38;&#x632F;&#x52A8;&#x7684;&#x9996;&#x957F;&#x5728; D (2) O.&#x7EA2;&#x5916;&#x632F;&#x52A8;&#x56DE;&#x58F0;&#x9AD8;&#x5CF0; shift &#x548C;&#x6781;&#x5316;&#x9009;&#x62E9;&#x6027;&#x6CF5;&#x6D66;-&#x63A2;&#x6D4B;&#x5B9E;&#x9A8C;&#x8FDB;&#x884C;&#x4E2D;&#x7EA2;&#x5916;&#x8109;&#x51B2;&#x8DB3;&#x591F;&#x77ED;&#xFF0C;&#x4EE5;&#x6355;&#x83B7;&#x6240;&#x6709;&#x76F8;&#x5173;&#x7684;&#x52A8;&#x6001;&#x8FC7;&#x7A0B;&#x3002;&#x4EE5;&#x4E09;&#x4E2A;&#x52A8;&#x529B;&#x53C2;&#x6570;&#x8868;&#x793A;&#x4E3A;&#x62C9;&#x4F38;&#x632F;&#x52A8;&#x7684;&#x54E6;&#x975E;&#x7EBF;&#x6027;&#x54CD;&#x5E94;&#x51FD;&#x6570;&#x4E0E;&#x4E00;&#x8D2F;&#x7684;&#x81EA;&#x6211;&#x5206;&#x6790;&#xFF0C;&#x5B9E;&#x9A8C;&#xFF1A; &#x9891;&#x7387;&#x76F8;&#x5173;&#x51FD;&#x6570;&#x3001; &#x751F;&#x5B58;&#x671F;&#x5185;&#x548C;&#x7B2C;&#x4E8C;&#x7684;&#x52D2;&#x8BA9;&#x5FB7;&#x591A;&#x9879;&#x5F0F;&#x7684;&#x5076;&#x6781;&#x5B50;&#x65B9;&#x5411;&#x8C03;&#x6574;&#x76F8;&#x5173;&#x51FD;&#x6570;&#x3002;&#x5B83;&#x8FD8;&#x5360;&#x8BF1;&#x5BFC;&#x632F;&#x52A8;&#x5F1B;&#x8C6B;&#x52B1;&#x78C1;&#x7684;&#x51FA;&#x73B0;&#x4F5C;&#x4E3A;&#x52A0;&#x70ED;&#x7684;&#x5206;&#x5B50;&#x95F4;&#x8FD0;&#x52A8;&#x3002;&#x957F;&#x671F;&#x4EE5;&#x6765;&#xFF0C;&#x76AE;&#x79D2;&#x7684;&#x884C;&#x4E3A;&#x662F;&#x7B26;&#x5408;&#x5148;&#x524D;&#x7684;&#x5DE5;&#x4F5C;&#xFF0C;&#x4F46;&#x5B50; 200 fs &#x65F6;&#x95F4;&#x523B;&#x5EA6;&#x4E0A;&#x63ED;&#x793A;&#x65B0;&#x7684;&#x52A8;&#x6001;&#x3002;&#x9891;&#x7387;&#x76F8;&#x5173;&#x51FD;&#x6570;&#x7684;&#x7279;&#x70B9;&#x662F; 50 fs &#x8870;&#x53D8;&#x548C; 180 fs &#x6253;&#x7684;&#x6C22;&#x952E;&#x4F19;&#x4F34;&#x524D; 1.4 ps &#x6307;&#x6570;&#x677E;&#x5F1B;&#x963B;&#x5C3C;&#x5206;&#x5B50;&#x95F4;&#x632F;&#x52A8;&#x4E0E;&#x76F8;&#x5173;&#x8054;&#x3002;Reorientational &#x76F8;&#x5173;&#x51FD;&#x6570;&#x6307;&#x51FA; 50 fs librational &#x8870;&#x53D8;&#x524D; 3 ps &#x6269;&#x6563;&#x65B9;&#x5411;&#x8C03;&#x6574;&#x3002;&#x8FD9;&#x4E24;&#x4E2A;&#x76F8;&#x5173;&#x51FD;&#x6570;&#x4ECE;&#x7ECF;&#x5178;&#x7684;&#x5206;&#x5B50;&#x52A8;&#x529B;&#x5B66;&#x6A21;&#x62DF;&#x9884;&#x6D4B;&#x76F8;&#x5AB2;&#x7F8E;&#x3002;&#x4F9D;&#x8D56;&#x4E8E;&#x65F6;&#x95F4;&#x7684;&#x884C;&#x4E3A;&#x53EF;&#x4EE5;&#x5206;&#x9694;&#x6210;&#x77ED;&#x548C;&#x957F;&#x65F6;&#x95F4;&#x5C3A;&#x5EA6;&#x7531; 340 fs &#x54E6;&#x9891;&#x7387;&#x7684;&#x5173;&#x8054;&#x65F6;&#x95F4;&#x8F6C;&#x79FB;&#x3002;&#x5FEB;&#x901F;&#x7684;&#x65F6;&#x6807;&#x4EA7;&#x751F;&#x7684;&#x4E3B;&#x8981;&#x662F;&#x672C;&#x5730;&#x7684;&#x52A8;&#x529B;&#x5B66;&#xFF1A; &#x6C22;&#x952E;&#x8DDD;&#x79BB;&#x548C;&#x89D2;&#x5EA6;&#x5185;&#x76F8;&#x5BF9;&#x56FA;&#x5B9A;&#x7684;&#x5206;&#x5B50;&#x95F4;&#x914D;&#x7F6E;&#x7684;&#x6CE2;&#x52A8;&#x3002;&#x76F8;&#x5173;&#x65F6;&#x95F4;&#x4EA6;&#x8F83;&#x957F;&#x7684;&#x65F6;&#x95F4;&#x5C3A;&#x5EA6;&#xFF0C;&#x5BF9;&#x6750;&#x6599;&#x548C;&#x4FA7;&#x91CD;&#x70B9;&#x53CD;&#x6620;&#x96C6;&#x4F53;&#x67B6;&#x6784;&#x91CD;&#x7EC4;&#x7684;&#x6DB2;&#x4F53;&#x3002;&#x54E6;&#x8F6C;&#x9891;&#x7387;&#x548C;&#x5076;&#x6781;&#x5B50;&#x53EA;&#x662F;&#x5F31;&#x654F;&#x611F;&#x5230;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x96C6;&#x4F53;&#x7684;&#x5750;&#x6807;&#xFF0C;&#x56E0;&#x4E3A;&#x8FD9;&#x662F;&#x52A8;&#x529B;&#x5B66;&#x7684;&#x5236;&#x5EA6;&#x4F7F;&#x6709;&#x6548;&#x5229;&#x7387;&#x7ED3;&#x6784;&#x5206;&#x5B50;&#x95F4;&#x7684;&#x4EA4;&#x6D41;&#x3002;

&#x672C;&#x5730;&#x6C22;&#x952E;&#x52A8;&#x529B;&#x5B66;&#x548C;&#x6C34;&#x4E2D;&#x7684;&#x96C6;&#x4F53;&#x91CD;&#x7EC4;&#xFF1A; &#x9996;&#x957F;/d (2) O.&#x8D85;&#x5FEB;&#x7EA2;&#x5916;&#x5149;&#x8C31;

We present an investigation into hydrogen bonding dynamics and kinetics in water using femtosecond infrared spectroscopy of the OH stretching vibration of HOD in D(2)O. Infrared vibrational echo peak shift and polarization-selective pump-probe experiments were performed with mid-IR pulses short enough to capture all relevant dynamical processes. The experiments are self-consistently analyzed with a nonlinear response function expressed in terms of three dynamical parameters for the OH stretching vibration: the frequency correlation function, the lifetime, and the second Legendre polynomial dipole reorientation correlation function. It also accounts for vibrational-relaxation-induced excitation of intermolecular motion that appears as heating. The long time, picosecond behavior is consistent with previous work, but new dynamics are revealed on the sub-200 fs time scale. The frequency correlation function is characterized by a 50 fs decay and 180 fs beat associated with underdamped intermolecular vibrations of hydrogen bonding partners prior to 1.4 ps exponential relaxation. The reorientational correlation function observes a 50 fs librational decay prior to 3 ps diffusive reorientation. Both of these correlation functions compare favorably with the predictions from classical molecular dynamics simulations. The time-dependent behavior can be separated into short and long time scales by the 340 fs correlation time for OH frequency shifts. The fast time scales arise from dynamics that are mainly local: fluctuations in hydrogen bond distances and angles within relatively fixed intermolecular configurations. On time scales longer than the correlation time, dephasing and reorientations reflect collective reorganization of the liquid structure. Since the OH transition frequency and dipole are only weakly sensitive to these collective coordinates, this is a kinetic regime which gives an effective rate for exchange of intermolecular structures.

Local hydrogen bonding dynamics and collective reorganization in water: ultrafast infrared spectroscopy of HOD/D(2)O.

Nous pr&eacute;sentons une enqu&ecirc;te sur des liaisons hydrog&egrave;nes dynamique et cin&eacute;tique dans l&#39;eau &agrave; l&#39;aide de la spectroscopie infrarouge femtoseconde du OH qui s&#39;&eacute;tend de la vibration de HOD dans D (2) O. infrarouge Maj pic &eacute;cho vibratoire et pompe-sonde polarisation s&eacute;lective exp&eacute;riences ont &eacute;t&eacute; effectu&eacute;es avec des impulsions IR moyen suffisamment courtes pour capturer tous les processus dynamiques pertinents. Les exp&eacute;riences sont analys&eacute;es de fa&ccedil;on self-consistante avec une fonction de r&eacute;ponse non lin&eacute;aire exprim&eacute;e en fonction de trois param&egrave;tres dynamiques pour la vibration d&#39;&eacute;longation du OH: la fonction de corr&eacute;lation de fr&eacute;quence, la dur&eacute;e de vie et la fonction de corr&eacute;lation Legendre polynomial dip&ocirc;le r&eacute;orientation deuxi&egrave;me. Il repr&eacute;sente aussi pour l&#39;excitation vibrationnelle-relaxation induite du mouvement intermol&eacute;culaire qui appara&icirc;t sous forme de chauffage. Le temps long, picoseconde comportement est coh&eacute;rent avec les travaux ant&eacute;rieurs, mais de nouvelles dynamiques sont r&eacute;v&eacute;l&eacute;s &agrave; l&#39;&eacute;chelle de temps sub-200 fs. La fonction de corr&eacute;lation de fr&eacute;quence est caract&eacute;ris&eacute;e par une fs 50 carie et 180 fs battre associ&eacute; &agrave; underdamped vibrations intermol&eacute;culaires de partenaires avant la relaxation exponentielle 1,4 ch des liaisons hydrog&egrave;nes. La fonction de corr&eacute;lation r&eacute;orientationnelle observe une fs 50 libration carie avant r&eacute;orientation diffusive 3 ps. Deux de ces fonctions de corr&eacute;lation comparent favorablement avec les pr&eacute;dictions de simulations de dynamique mol&eacute;culaire classique. Le comportement d&eacute;pendant du temps peut &ecirc;tre s&eacute;par&eacute; en courtes et longue dur&eacute;es des &eacute;chelles par le fs 340 temps de corr&eacute;lation pour fr&eacute;quence OH se d&eacute;place. Les &eacute;chelles de temps rapide d&eacute;coulent de la dynamique qui est essentiellement locale : fluctuations de la liaison hydrog&egrave;ne distances et angles dans les configurations d&#39;intermol&eacute;culaires relativement fixes. Sur des &eacute;chelles de temps plus longs que le temps de corr&eacute;lation, le d&eacute;phasage et r&eacute;orientations refl&egrave;tent collective r&eacute;organisation de la structure du liquide. &Eacute;tant donn&eacute; que la fr&eacute;quence de transition OH et dipolaires sont seulement faiblement sensible &agrave; ces coordonn&eacute;es collectives, il s&#39;agit d&#39;un r&eacute;gime cin&eacute;tique qui donne un taux effectif d&#39;&eacute;change de structures intermol&eacute;culaires.

Liaisons hydrog&egrave;nes locale dynamique et collective r&eacute;organisation dans l&#39;eau : spectroscopie infrarouge ultrarapide de HOD/J (2) O.

Lokale Wasserstoffbr&#xFC;cken Dynamik und kollektiven Reorganisation in Wasser: ultraschnelle Infrarotspektroskopie von HOD / D (2) O.

Vi presentiamo un&#39;indagine in legame dinamica e cinetica in acqua mediante spettroscopia infrarossa femtosecondo di OH idrogeno stretching vibrazioni di HOD infrarosso O. D (2) MAIUSC picco eco vibrazionale e polarizzazione selettiva pompa-sonda sono stati esperimenti con mid-IR impulsi abbastanza brevi per catturare tutti i rilevanti processi dinamici. Gli esperimenti sono self-costantemente analizzati con una funzione non lineare di risposta espressa in termini di tre parametri dinamici per l&#39;OH che si estende alle vibrazioni: la funzione di correlazione di frequenza, la durata e la seconda funzione di correlazione riorientamento Legendre polinomio dipolo. Esso rappresenta anche eccitazione vibrazionale-relax-indotta di movimento intermolecolare che appare come riscaldamento. Il tempo, picosecondo comportamento &egrave; coerente con il precedente lavoro, ma vengono rivelate nuove dinamiche sulla scala di tempo sub-200 fs. La funzione di correlazione di frequenza &egrave; caratterizzata da un fs 50 decadimento e 180 fs battere associato underdamped vibrazioni intermolecolari del partner prima di rilassamento esponenziale 1,4 ps di legame idrogeno. La funzione di correlazione reorientational osserva un fs 50 librational decadimento prima del riorientamento diffusiva 3 ps. Entrambe le funzioni di correlazione reggono il confronto con le previsioni da simulazioni di dinamica molecolare classica. Il comportamento dipendente dal tempo pu&ograve; essere separato in short e long time scale da fs 340 tempo di correlazione per frequenza OH si sposta. Le scale di tempo veloce derivano da dinamiche che sono principalmente locali: fluttuazioni nel legame idrogeno distanze e angoli all&#39;interno di configurazioni intermolecolare relativamente fisse. Su scale di tempo pi&ugrave; lungo il tempo di correlazione, sfasamento e riorientamenti riflettono collettivo riorganizzazione della struttura liquida. Poich&eacute; la frequenza di transizione OH e dipolo sono solo debolmente sensibile a queste coordinate collettive, questo &egrave; un regime cinetico che d&agrave; un tasso effettivo per lo scambio di strutture intermolecolari.

Locale idrogeno incollaggio dinamiche e riorganizzazione collettiva in acqua: spettroscopia infrarossa ultraveloce di HOD/D (2) O.

&#x6211;&#x3005; &#x6C34;&#x7D20;&#x7D50;&#x5408;&#x30C0;&#x30A4;&#x30CA;&#x30DF;&#x30AF;&#x30B9;&#x3068; OH &#x306E;&#x30D5;&#x30A7;&#x30E0;&#x30C8;&#x79D2;&#x8D64;&#x5916;&#x5206;&#x5149;&#x6CD5;&#x306B;&#x3088;&#x308B;&#x6C34;&#x306E;&#x52D5;&#x529B;&#x5B66;&#x306B;&#x95A2;&#x3059;&#x308B;&#x8ABF;&#x67FB;&#x30DB;&#x30C9; D (2) O &#x3092;&#x8D64;&#x5916;&#x7DDA;&#x3067;&#x306E;&#x632F;&#x52D5;&#x3092;&#x30B9;&#x30C8;&#x30EC;&#x30C3;&#x30C1; &#x30D4;&#x30FC;&#x30AF;&#x30B7;&#x30D5;&#x30C8;&#x632F;&#x52D5;&#x30A8;&#x30B3;&#x30FC;&#x73FE;&#x5728;&#x3057;&#x3001;&#x4E2D;&#x8D64;&#x5916;&#x30D1;&#x30EB;&#x30B9;&#x3092;&#x5341;&#x5206;&#x306B;&#x3059;&#x3079;&#x3066;&#x306E;&#x95A2;&#x9023;&#x3059;&#x308B;&#x52D5;&#x7684;&#x30D7;&#x30ED;&#x30BB;&#x30B9;&#x3092;&#x30AD;&#x30E3;&#x30D7;&#x30C1;&#x30E3;&#x3059;&#x308B;&#x77ED;&#x3044;&#x504F;&#x6CE2;&#x9078;&#x629E;&#x30DD;&#x30F3;&#x30D7;-&#x30D7;&#x30ED;&#x30FC;&#x30D6;&#x306E;&#x5B9F;&#x9A13;&#x3092;&#x884C;&#x3063;&#x305F;&#x3002;&#x5B9F;&#x9A13; 3 &#x306E;&#x52D5;&#x529B;&#x5B66;&#x30D1;&#x30E9;&#x30E1;&#x30FC;&#x30BF;&#x30FC;&#x306E;&#x9762;&#x3067;&#x632F;&#x52D5;&#x3092;&#x30B9;&#x30C8;&#x30EC;&#x30C3;&#x30C1; &#x30AA;&#x30CF;&#x30A4;&#x30AA;&#x306E;&#x8868;&#x3055;&#x308C;&#x308B;&#x975E;&#x7DDA;&#x5F62;&#x5FDC;&#x7B54;&#x95A2;&#x6570;&#x3068;&#x81EA;&#x5DF1;&#x4E00;&#x8CAB;&#x3057;&#x3066;&#x5206;&#x6790;: &#x5468;&#x6CE2;&#x6570;&#x76F8;&#x95A2;&#x95A2;&#x6570;&#x3001;&#x6709;&#x52B9;&#x671F;&#x9593;&#x3001;&#x304A;&#x3088;&#x3073; 2 &#x756A;&#x76EE;&#x306E;&#x30EB;&#x30B8;&#x30E3;&#x30F3;&#x30C9;&#x30EB;&#x591A;&#x9805;&#x5F0F;&#x30C0;&#x30A4;&#x30DD;&#x30FC;&#x30EB;&#x518D;&#x914D;&#x5411;&#x76F8;&#x95A2;&#x95A2;&#x6570;&#x3002;&#x307E;&#x305F;&#x6696;&#x623F;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x8868;&#x793A;&#x3055;&#x308C;&#x308B;&#x5206;&#x5B50;&#x9593;&#x306E;&#x30E2;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x306E;&#x8A98;&#x8D77;&#x7DE9;&#x548C;&#x306E;&#x632F;&#x52D5;&#x52B1;&#x8D77;&#x3092;&#x5360;&#x3081;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x9577;&#x3044;&#x6642;&#x9593;&#x3001;&#x30D4;&#x30B3;&#x79D2;&#x52D5;&#x4F5C;&#x524D;&#x306E;&#x4ED5;&#x4E8B;&#x3067;&#x4E00;&#x8CAB;&#x6027;&#x304C;&#x3042;&#x308A;&#x307E;&#x3059;&#x304C;&#x65B0;&#x3057;&#x3044;&#x30C0;&#x30A4;&#x30CA;&#x30DF;&#x30AF;&#x30B9; &#x30B5;&#x30D6; 200 fs &#x306E;&#x6642;&#x9593;&#x30B9;&#x30B1;&#x30FC;&#x30EB;&#x3067;&#x660E;&#x3089;&#x304B;&#x306B;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x5468;&#x6CE2;&#x6570;&#x76F8;&#x95A2;&#x95A2;&#x6570; 50 fs &#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x7279;&#x5FB4;&#x4ED8;&#x3051;&#x3089;&#x308C;&#x308B;&#x5D29;&#x58CA;&#x3068; 180 fs &#x306E;&#x30C0;&#x30F3;&#x30D7;&#x306E;&#x5206;&#x5B50;&#x9593;&#x632F;&#x52D5;&#x6C34;&#x7D20;&#x7D50;&#x5408; 1.4 ps &#x6307;&#x6570;&#x95A2;&#x6570;&#x7DE9;&#x548C;&#x3059;&#x308B;&#x524D;&#x306B;&#x30D1;&#x30FC;&#x30C8;&#x30CA;&#x30FC;&#x306E;&#x95A2;&#x9023;&#x4ED8;&#x3051;&#x3092;&#x6253;&#x3061;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x914D;&#x5411;&#x76F8;&#x95A2;&#x95A2;&#x6570; 50 fs &#x89B3;&#x5BDF;&#x30AF;&#x30ED;&#x30FC;&#x30E9;&#x30FC;&#x30DE;&#x30B9;&#x5D29;&#x58CA; 3 ps &#x62E1;&#x6563;&#x65B9;&#x5411;&#x8EE2;&#x63DB;&#x3059;&#x308B;&#x524D;&#x306B;&#x3002;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x76F8;&#x95A2;&#x95A2;&#x6570;&#x306E;&#x4E21;&#x65B9;&#x597D;&#x610F;&#x7684;&#x53E4;&#x5178;&#x5206;&#x5B50;&#x52D5;&#x529B;&#x5B66;&#x8A08;&#x7B97;&#x304B;&#x3089;&#x306E;&#x4E88;&#x6E2C;&#x3068;&#x6BD4;&#x8F03;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6642;&#x9593;&#x4F9D;&#x5B58;&#x6319;&#x52D5;&#x3092;&#x5206;&#x96E2;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x30AA;&#x30CF;&#x30A4;&#x30AA;&#x5468;&#x6CE2;&#x6570;&#x76F8;&#x95A2;&#x6642;&#x9593;&#x77ED;&#x3044;&#x3068;&#x9577;&#x3044;&#x6642;&#x9593;&#x30B9;&#x30B1;&#x30FC;&#x30EB;&#x3067; 340 fs &#x306B;&#x30B7;&#x30D5;&#x30C8;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x9AD8;&#x901F;&#x6642;&#x9593;&#x30B9;&#x30B1;&#x30FC;&#x30EB;&#x306F;&#x4E3B;&#x306B;&#x30ED;&#x30FC;&#x30AB;&#x30EB;&#x306E;&#x30C0;&#x30A4;&#x30CA;&#x30DF;&#x30AF;&#x30B9;&#x304B;&#x3089;&#x751F;&#x3058;&#x308B;: &#x6C34;&#x7D20;&#x7D50;&#x5408;&#x8DDD;&#x96E2;&#x3068;&#x89D2;&#x5EA6;&#x5206;&#x5B50;&#x9593;&#x306E;&#x6BD4;&#x8F03;&#x7684;&#x56FA;&#x5B9A;&#x69CB;&#x6210;&#x5185;&#x306E;&#x5909;&#x52D5;&#x3002;&#x6642;&#x9593;&#x30B9;&#x30B1;&#x30FC;&#x30EB;&#x304C;&#x76F8;&#x95A2;&#x6642;&#x9593;&#x3088;&#x308A;&#x3082;&#x9577;&#x304F;&#x3001;&#x4F4D;&#x76F8;&#x7DE9;&#x548C;&#x3068;&#x914D;&#x96C6;&#x56E3;&#x306E;&#x518D;&#x7DE8;&#x306E;&#x6DB2;&#x4F53;&#x306E;&#x69CB;&#x9020;&#x3092;&#x53CD;&#x6620;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3042;&#x3042;&#x9077;&#x79FB;&#x5468;&#x6CE2;&#x6570;&#x3068;&#x53CC;&#x6975;&#x5B50;&#x306E;&#x307F;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x96C6;&#x56E3;&#x5EA7;&#x6A19;&#x306B;&#x5F31;&#x3044;&#x654F;&#x611F;&#x3092;&#x306A;&#x306E;&#x3067;&#x3001;&#x3053;&#x308C;&#x306F;&#x4EA4;&#x63DB;&#x5206;&#x5B50;&#x9593;&#x69CB;&#x9020;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x5B9F;&#x52B9;&#x30EC;&#x30FC;&#x30C8;&#x3092;&#x4E0E;&#x3048;&#x308B;&#x904B;&#x52D5;&#x306E;&#x653F;&#x6A29;&#x3067;&#x3059;&#x3002;

&#x5730;&#x5143;&#x306E;&#x6C34;&#x7D20;&#x7D50;&#x5408;&#x30C0;&#x30A4;&#x30CA;&#x30DF;&#x30AF;&#x30B9;&#x3068;&#x6C34;&#x3067;&#x96C6;&#x56E3;&#x306E;&#x518D;&#x7DE8;: &#x8D85;&#x9AD8;&#x901F;&#x8D64;&#x5916;&#x7DDA;&#x5206;&#x5149;&#x30DB;&#x30C9;/D (2) o.

&#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xD604;&#xC7AC; &#xC218;&#xC18C; &#xC5ED;&#xD559;&#xACFC; &#xC18D;&#xB3C4; &#xB860; &#xBB3C; &#xC624;&#xC758; &#xD3A8; &#xC801;&#xC678;&#xC120; &#xBD84;&#xAD11;&#xD559;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xACB0;&#xD569;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC870;&#xC0AC;&#xC5D0;&#xC11C; D (2) O. &#xC801;&#xC678;&#xC120; &#xC11D;&#xD0C4;&#xC758; &#xC9C4;&#xB3D9; &#xC2A4;&#xD2B8;&#xB808;&#xCE6D; &#xC9C4;&#xB3D9; &#xC5D0;&#xCF54; &#xD53C;&#xD06C; &#xC2DC;&#xD504;&#xD2B8;&#xC640; &#xC591;&#xADF9; &#xD654; &#xC120;&#xD0DD;&#xC801; &#xD38C;&#xD504;-&#xD504;&#xB85C;&#xBE0C; &#xC2E4;&#xD5D8; &#xC911;&#xAC04; &#xC801;&#xC678;&#xC120; &#xD384;&#xC2A4; &#xC9E7;&#xC740; &#xB9CC;&#xD07C; &#xBAA8;&#xB4E0; &#xAD00;&#xB828; &#xB3D9;&#xC801; &#xD504;&#xB85C;&#xC138;&#xC2A4;&#xB97C; &#xCEA1;&#xCC98;&#xB97C; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xC218;&#xD589;. &#xC2E4;&#xD5D8; &#xC790;&#xAC00; &#xC77C;&#xAD00; &#xB418; &#xAC8C; &#xC9C4;&#xB3D9; &#xC2A4;&#xD2B8;&#xB808;&#xCE6D; &#xC624;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC138; &#xAC00;&#xC9C0; &#xB3D9;&#xC801; &#xB9E4;&#xAC1C; &#xBCC0;&#xC218; &#xD45C;&#xC2DC; &#xBE44;&#xC120;&#xD615; &#xC751;&#xB2F5; &#xAE30;&#xB2A5; &#xBD84;&#xC11D;: &#xC8FC;&#xD30C;&#xC218; &#xC0C1;&#xAD00; &#xD568;&#xC218;, &#xC218;&#xBA85;, &#xADF8;&#xB9AC;&#xACE0; &#xB450; &#xBC88;&#xC9F8; &#xB974;&#xC7A5;&#xB4DC;&#xB974; &#xB2E4;&#xD56D;&#xC2DD; &#xC30D; &#xADF9; &#xC790; &#xC7AC;&#xAD50;&#xC721; &#xC0C1;&#xAD00; &#xAD00;&#xACC4; &#xAE30;&#xB2A5;. &#xADF8;&#xAC83;&#xC740; &#xB610;&#xD55C; &#xB09C;&#xBC29; &#xC2DC;&#xC124;&#xC73C;&#xB85C; &#xB098;&#xD0C0;&#xB098;&#xB294; intermolecular &#xBAA8;&#xC158;&#xC758; &#xC9C4;&#xB3D9; &#xC774;&#xC644; &#xC720;&#xB3C4; &#xC5EC;&#xAE30;&#xB97C; &#xCC28;&#xC9C0;. &#xC624;&#xB79C; &#xC2DC;&#xAC04; &#xD53C;&#xCF54; &#xB3D9;&#xC791;&#xC740; &#xC774;&#xC804; &#xC791;&#xC5C5;&#xACFC; &#xC77C;&#xCE58; &#xD558;&#xC9C0;&#xB9CC; &#xC0C8;&#xB85C;&#xC6B4; &#xC5ED;&#xD559; &#xD558;&#xC704; 200 fs &#xC2DC;&#xAC04; &#xADDC;&#xBAA8;&#xC5D0;&#xC11C; &#xACF5;&#xAC1C; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC8FC;&#xD30C;&#xC218; &#xC0C1;&#xAD00; &#xD568;&#xC218;&#xAC00; 50 fs &#xD2B9;&#xC9D5;&#xC740; &#xBD80;&#xD328;&#xC640; &#xC218;&#xC18C; &#xACB0;&#xD569; 1.4 ps &#xC9C0; &#xC218; &#xD734;&#xC2DD; &#xC804;&#xC5D0; &#xD30C;&#xD2B8;&#xB108;&#xC758; &#xB310;&#xD551;&#xB41C; intermolecular &#xC9C4;&#xB3D9; &#xC5F0;&#xAD00; &#xC774;&#xAE38; 180 fs. Reorientational &#xC0C1;&#xAD00; &#xAD00;&#xACC4; &#xAE30;&#xB2A5; &#xAD00;&#xCC30; 50 fs 3 ps &#xD37C;&#xC9C0;&#xB294; &#xC7AC;&#xD68C;&#xC804; &#xC774;&#xC804; librational &#xCE58;. &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xC0C1;&#xAD00; &#xAD00;&#xACC4; &#xD568;&#xC218; &#xACE0;&#xC804; &#xBD84;&#xC790; &#xB3D9;&#xC5ED;&#xD559; &#xC2DC;&#xBBAC;&#xB808;&#xC774;&#xC158;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC608;&#xCE21; &#xD638;&#xC758; &#xBE44;&#xAD50; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC2DC;&#xAC04;&#xC5D0; &#xB530;&#xB77C; &#xB3D9;&#xC791; &#xBD84;&#xB9AC; &#xC218; 340 fs&#xB85C; &#xC9E7;&#xACE0; &#xAE34; &#xC2DC;&#xAC04; &#xBE44;&#xB298;&#xC73C;&#xB85C; &#xC624; &#xC8FC;&#xD30C;&#xC218;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC0C1;&#xAD00; &#xAD00;&#xACC4; &#xC2DC;&#xAC04; &#xAD50;&#xB300;. &#xBE60;&#xB978; &#xC2DC;&#xAC04; &#xC800;&#xC6B8;&#xC740; &#xC8FC;&#xB85C; &#xB85C;&#xCEEC; &#xC5ED;&#xD559;&#xC5D0;&#xC11C; &#xBC1C;&#xC0DD;: &#xC218;&#xC18C; &#xACB0;&#xD569; &#xAC70;&#xB9AC;&#xC640; &#xAC01;&#xB3C4; &#xC0C1;&#xB300;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xACE0;&#xC815;&#xB41C; intermolecular &#xAD6C;&#xC131; &#xB0B4;&#xC5D0;&#xC11C; &#xBCC0;&#xB3D9;. &#xC0C1;&#xAD00; &#xAD00;&#xACC4; &#xC2DC;&#xAC04; &#xBCF4;&#xB2E4; &#xAE34; &#xC2DC;&#xAC04; &#xC800;&#xC6B8;&#xC5D0; dephasing &#xBC0F; reorientations &#xC561;&#xCCB4; &#xAD6C;&#xC870;&#xC758; &#xC9D1;&#xB2E8; &#xC870;&#xC9C1; &#xAC1C;&#xD3B8;&#xC744; &#xBC18;&#xC601;&#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC624; &#xC804;&#xD658; &#xC8FC;&#xD30C;&#xC218;&#xC640; &#xC30D; &#xADF9; &#xC790; &#xC9D1;&#xB2E8; &#xC88C;&#xD45C;&#xC5D0; &#xC57D;&#xD558;&#xAC8C; &#xBBFC;&#xAC10;&#xD55C;&#xB9CC; &#xC774;&#xD6C4; &#xC774;&#xAC83;&#xC774; intermolecular &#xAD6C;&#xC870;&#xC758; &#xAD50;&#xD658;&#xC744; &#xC704;&#xD574; &#xD6A8;&#xACFC;&#xC801;&#xC778; &#xC18D;&#xB3C4; &#xC8FC;&#xB294; &#xC6B4;&#xB3D9; &#xC815;&#xAD8C;.

&#xB85C;&#xCEEC; &#xC218;&#xC18C; &#xACB0;&#xD569; &#xC5ED;&#xD559; &#xBC0F; &#xBB3C;&#xC5D0; &#xC9D1;&#xB2E8; &#xC870;&#xC9C1; &#xAC1C;&#xD3B8;: &#xC11D;&#xD0C4; &#xD1B5;/D (2) &#xC218;&#xC220;&#xC758; &#xCD08;&#xACE0;&#xC18D; &#xC801;&#xC678;&#xC120; &#xBD84;&#xAD11;&#xD559;

Presentamos a una investigaci&oacute;n sobre la vinculaci&oacute;n din&aacute;mica y cin&eacute;tica en agua usando espectroscop&iacute;a infrarroja de femtosegundo de el OH del hidr&oacute;geno estiramiento vibraci&oacute;n de HOD en D (2) o infrarrojo cambio de pico Eco vibracional y se realizaron experimentos de polarizaci&oacute;n selectivo bomba-sonda con pulsos de mediados-IR lo suficientemente cortos como para capturar todos los procesos din&aacute;micos significativos. Los experimentos del uno mismo-constantemente se analizan con una funci&oacute;n de respuesta no lineal expresada en t&eacute;rminos de tres par&aacute;metros din&aacute;micos para el OH vibraciones de estiramiento: la funci&oacute;n de correlaci&oacute;n de la frecuencia, la duraci&oacute;n y la segunda funci&oacute;n de correlaci&oacute;n de reorientaci&oacute;n dipolo polinomio de Legendre. Es tambi&eacute;n responsable de excitaci&oacute;n vibracional-relajaci&oacute;n-inducida del movimiento intermolecular que aparece como calefacci&oacute;n. El tiempo, picosegundo comportamiento es coherente con el trabajo anterior, pero se revelan nuevas din&aacute;micas en la escala de tiempo sub-200 fs. La funci&oacute;n de correlaci&oacute;n de frecuencia se caracteriza por un fs 50 decaimiento y 180 fs venci&oacute; asociado con vibraciones intermoleculares rebote de socios antes de relajaci&oacute;n exponencial 1,4 ps de vinculaci&oacute;n del hidr&oacute;geno. La funci&oacute;n de correlaci&oacute;n reorientational observa un fs 50 librational decaimiento antes de reorientaci&oacute;n difusivo 3 ps. Ambas de estas funciones de correlaci&oacute;n comparan favorablemente con las predicciones de simulaciones de din&aacute;mica molecular cl&aacute;sica. El comportamiento dependiente del tiempo puede dividirse en escalas cortos y largo plazo por el fs 340 cambios de tiempo de correlaci&oacute;n para la frecuencia de OH. Las escalas de tiempo r&aacute;pido surgen din&aacute;micas que son principalmente locales: fluctuaciones en enlace del hidr&oacute;geno distancias y &aacute;ngulos en configuraciones intermoleculares relativamente fijos. En escalas de tiempo m&aacute;s largos que el tiempo de correlaci&oacute;n, el defasaje y reorientaciones reflejan colectiva reorganizaci&oacute;n de la estructura de l&iacute;quido. Puesto que la frecuencia de transici&oacute;n de OH y dipolo son s&oacute;lo d&eacute;bilmente sensible a estas coordenadas colectivas, este es un r&eacute;gimen cin&eacute;tico que da una tasa efectiva para el intercambio de estructuras intermoleculares.

Vinculaci&oacute;n din&aacute;mica y reorganizaci&oacute;n colectiva en agua del hidr&oacute;geno local: Espectroscopia infrarroja ultrarr&aacute;pida de HOD/D (2) O.

&#x5728;&#x4E8C;&#x7EF4;&#x5149;&#x5B66;&#x548C;&#x7EA2;&#x5916;&#x6CE2;&#x8C31;&#x5B66;&#x7EBF;&#x5F62;&#x72B6;&#x7684;&#x5206;&#x6790;&#x662F;&#x5728;&#x51DD;&#x805A;&#x9636;&#x6BB5;&#x7279;&#x5F81;&#x7684;&#x5206;&#x5B50;&#x52A8;&#x529B;&#x5B66;&#x5F3A;&#x5927;&#x65B9;&#x6CD5;&#x3002;&#x4ECE;&#x6F14;&#x5316;&#x7684;&#x8FC7;&#x6E21;&#x9891;&#x7387;&#x51FA;&#x73B0;&#x7B49;&#x5F85;&#x65F6;&#x95F4;&#x7684;&#x51FD;&#x6570;&#xFF0C;&#x4ECE;&#x7EBF;&#x5F62;&#x72B6;&#x7684;&#x53D8;&#x5316;&#x6CBF;&#x5BF9;&#x89D2;&#x7EBF;&#x65B9;&#x5411;&#x62C9;&#x957F;&#x5230;&#x5BF9;&#x79F0;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x5C06;&#x4ECB;&#x7ECD;&#x591A;&#x9879;&#x5B9A;&#x91CF;&#x63AA;&#x65BD;&#x7684;&#x9891;&#x7387;&#x6CE2;&#x52A8;&#x548C;&#x5149;&#x8C31;&#x6269;&#x6563;&#x901A;&#x8FC7;&#x5206;&#x6790;&#x7684;&#x4E8C;&#x7EF4; (2D) &#x7EBF;&#x5F62;&#x72B6;&#x3002;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x5EA6;&#x91CF;&#x6807;&#x51C6;&#x662F;&#x653E;&#x677E;&#x7684;&#x76F8;&#x540C;&#x7684;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x9891;&#x7387;&#x76F8;&#x5173;&#x51FD;&#x6570;&#x548C;&#x72EC;&#x7ACB;&#x4EBA;&#x53E3;&#x4E2D;&#x7684; 2D &#x54CD;&#x5E94;&#x77ED;&#x65F6;&#x95F4;&#x903C;&#x8FD1;&#x6781;&#x9650;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x8FD8;&#x6D4B;&#x8BD5;&#x4E86;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x8868;&#x8FBE;&#x5F0F;&#x5206;&#x6790;&#x6709;&#x9650;&#x8109;&#x51B2;&#x5B9E;&#x9A8C;&#x53CA;&#x4E09;&#x7EA7;&#x632F;&#x52A8;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x7684;&#x9002;&#x7528;&#x6027;&#x66F4;&#x5E7F;&#x3002;

&#x4ECE;&#x4E8C;&#x7EF4;&#x7EBF;&#x5F62;&#x72B6;&#x7684;&#x5149;&#x8C31;&#x6269;&#x6563;&#x7684;&#x8868;&#x5F81;&#x3002;

The analysis of line shapes in two-dimensional optical and infrared spectroscopies is a powerful approach to characterizing the dynamics of molecules in the condensed phase. Changes in line shape from diagonally elongated to symmetric as a function of waiting time arise from evolution of the transition frequency. We describe a number of quantitative measures of frequency fluctuations and spectral diffusion through the analysis of two-dimensional (2D) line shapes. These metrics are identical to the system's frequency correlation function and independent of population relaxation in the limit of a short time approximation for the 2D response. We also test the broader applicability of these expressions for analyzing three-level vibrational systems and experiments with finite pulses.

Characterization of spectral diffusion from two-dimensional line shapes.

L&#39;analyse des profils de lignes en deux dimensions spectroscopies optiques et infrarouges est une approche puissante pour caract&eacute;riser la dynamique des mol&eacute;cules en phase condens&eacute;e. Changements dans la raie d&#39;allongent en diagonale &agrave; sym&eacute;trique comme une fonction du temps d&#39;attente d&eacute;coulent de l&#39;&eacute;volution de la fr&eacute;quence de transition. Les auteurs d&eacute;crivent un certain nombre de mesures quantitatives des variations de fr&eacute;quence de spectrale diffusion &agrave; travers l&#39;analyse des raies (2D) &agrave; deux dimensions. Ces mesures sont identique &agrave; la fonction de corr&eacute;lation de fr&eacute;quence du syst&egrave;me et ind&eacute;pendante de la relaxation de la population dans la limite d&#39;une approximation de peu de temps pour la r&eacute;ponse 2D. Nous testons &eacute;galement l&#39;applicabilit&eacute; plus large de ces expressions pour analyser trois niveaux vibrationnels syst&egrave;mes et exp&eacute;riences avec des impulsions finies.

Caract&eacute;risation spectrale diffusion &agrave; partir de formes de ligne &agrave; deux dimensions.

Die Analyse der Linienformen in zweidimensionale optische und Infrarot SPEKTROSKOPIEN ist ein leistungsf&auml;higes Ansatz zur Charakterisierung der Dynamik von Molek&uuml;len in der kondensierte Phase. &Auml;nderungen Linie in Form von l&auml;nglicher diagonal zu symmetrischen, wie eine Funktion der Wartezeit ergeben sich aus der Entwicklung der &Uuml;bergang Frequenz. Wir beschreiben eine Reihe von quantitativen Ma&szlig;nahmen der Frequenz Schwankungen und spektrale Diffusion durch die Analyse der zweidimensionalen (2D) Linienformen. Diese Messdaten sind identisch mit dem System Frequenz Korrelationsfunktion und unabh&auml;ngig von der Bev&ouml;lkerung Entspannung in der Grenze von einer kurzer Zeit N&auml;herung f&uuml;r die 2D Antwort. Wir testen auch die breitere Anwendbarkeit dieser Ausdr&uuml;cke f&uuml;r die Analyse von drei-Ebenen-Schwingungs-Systeme und Experimente mit finite Impulse.

Charakterisierung der spektralen Diffusion von zweidimensionalen Linienformen.

L&#39;analisi delle forme di linea in spettroscopia ottica e infrarossa bidimensionale &egrave; un potente approccio a caratterizzare la dinamica delle molecole in fase condensata. Cambiamenti nella forma della linea da allungata in diagonale a simmetrica come una funzione del tempo di attesa derivano dall&#39;evoluzione della frequenza della transizione. Descriviamo un certo numero di misure quantitative delle fluttuazioni di frequenza e diffusione spettrale attraverso l&#39;analisi di forme bidimensionali (2D) linea. Queste metriche sono identici per funzione di correlazione di frequenza del sistema e indipendente di rilassamento di popolazione nel limite di un ravvicinamento di breve tempo per la risposta 2D. Ci prova anche la pi&ugrave; ampia applicabilit&agrave; di queste espressioni per l&#39;analisi dei tre livelli vibrazionali sistemi ed esperimenti con impulsi finiti.

Caratterizzazione della diffusione spettrale da forme linea bidimensionale.

&#x4E8C;&#x6B21;&#x5143;&#x5149;&#x5B66;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x8D64;&#x5916;&#x5206;&#x5149;&#x3067;&#x30E9;&#x30A4;&#x30F3;&#x5F62;&#x72B6;&#x306E;&#x89E3;&#x6790;&#x51DD;&#x7E2E;&#x76F8;&#x3067;&#x306E;&#x5206;&#x5B50;&#x306E;&#x30C0;&#x30A4;&#x30CA;&#x30DF;&#x30AF;&#x30B9;&#x3092;&#x7279;&#x5FB4;&#x3065;&#x3051;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x5F37;&#x529B;&#x306A;&#x30A2;&#x30D7;&#x30ED;&#x30FC;&#x30C1;&#x3067;&#x3059;&#x3002;&#x767A;&#x751F;&#x3059;&#x308B;&#x5F85;&#x6A5F;&#x6642;&#x9593;&#x306E;&#x95A2;&#x6570;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x9077;&#x79FB;&#x5468;&#x6CE2;&#x6570;&#x306E;&#x9032;&#x5316;&#x304B;&#x3089;&#x304B;&#x3089;&#x306E;&#x30E9;&#x30A4;&#x30F3;&#x5F62;&#x72B6;&#x306E;&#x5909;&#x5316;&#x306B;&#x659C;&#x3081;&#x306B;&#x5BFE;&#x79F0;&#x5EF6;&#x9577;&#x3002;&#x5468;&#x6CE2;&#x6570;&#x5909;&#x52D5;&#x3068; 2&#x6B21;&#x5143; (2 D) &#x30E9;&#x30A4;&#x30F3;&#x5F62;&#x72B6;&#x306E;&#x5206;&#x6790;&#x3092;&#x901A;&#x3057;&#x3066;&#x30B9;&#x30DA;&#x30AF;&#x30C8;&#x30EB;&#x62E1;&#x6563;&#x306E;&#x5B9A;&#x91CF;&#x7684;&#x306A;&#x5BFE;&#x7B56;&#x306E;&#x6570;&#x3092;&#x8A18;&#x8FF0;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x30E1;&#x30C8;&#x30EA;&#x30C3;&#x30AF;&#x306F;&#x3001;&#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#x306E;&#x5468;&#x6CE2;&#x6570;&#x76F8;&#x95A2;&#x95A2;&#x6570;&#x3068;&#x540C;&#x3058;&#x4EBA;&#x53E3;&#x30EA;&#x30E9;&#x30AF;&#x30BC;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3; 2D &#x5FDC;&#x7B54;&#x306B;&#x5BFE;&#x3059;&#x308B;&#x77ED;&#x6642;&#x9593;&#x8FD1;&#x4F3C;&#x306E;&#x6975;&#x9650;&#x3067;&#x306E;&#x72EC;&#x7ACB;&#x3067;&#x3059;&#x3002;&#x307E;&#x305F;&#x3001;3 &#x3064;&#x306E;&#x30EC;&#x30D9;&#x30EB;&#x306E;&#x632F;&#x52D5;&#x7CFB;&#x3068;&#x6709;&#x9650;&#x30D1;&#x30EB;&#x30B9;&#x306B;&#x3088;&#x308B;&#x5B9F;&#x9A13;&#x3092;&#x5206;&#x6790;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x5F0F;&#x306E;&#x3088;&#x308A;&#x5E83;&#x7BC4;&#x306A;&#x9069;&#x7528;&#x6027;&#x3092;&#x30C6;&#x30B9;&#x30C8;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

2 &#x6B21;&#x5143;&#x306E;&#x7DDA;&#x56F3;&#x5F62;&#x304B;&#x3089;&#x30B9;&#x30DA;&#x30AF;&#x30C8;&#x30EB;&#x62E1;&#x6563;&#x306E;&#x7279;&#x6027;&#x3002;

2 &#xCC28;&#xC6D0; &#xAD11;&#xD559; &#xBC0F; &#xC801;&#xC678;&#xC120; spectroscopies&#xC5D0; &#xC120; &#xB3C4;&#xD615; &#xBD84;&#xC11D;&#xC740; &#xAC15;&#xB825;&#xD55C; &#xC811;&#xADFC; &#xBC29;&#xC2DD;&#xC774; &#xC555;&#xCD95;&#xB41C; &#xB2E8;&#xACC4;&#xC5D0;&#xC11C; &#xBD84;&#xC790; &#xC5ED;&#xD559; &#xD2B9;&#xC131;&#xD654;. &#xB300;&#xAC01;&#xC120;&#xC73C;&#xB85C; &#xC804;&#xD658; &#xC8FC;&#xD30C;&#xC218;&#xC758; &#xC9C4;&#xD654;&#xC5D0;&#xC11C; &#xBC1C;&#xC0DD; &#xD558;&#xB294; &#xB300;&#xAE30; &#xC2DC;&#xAC04; &#xAE30;&#xB2A5;&#xC73C;&#xB85C; &#xBC30;&#xAD00;&#xC5D0;&#xC11C;&#xC758; &#xBCC0;&#xD654;&#xB97C; &#xB300;&#xCE6D; &#xAE38;&#xCB49;&#xD55C;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xC8FC;&#xD30C;&#xC218; &#xBCC0;&#xB3D9; &#xBC0F; 2 &#xCC28;&#xC6D0; (2D) &#xC120; &#xB3C4;&#xD615; &#xBD84;&#xC11D;&#xC744; &#xD1B5;&#xD574; &#xC2A4;&#xD399;&#xD2B8;&#xB7FC; &#xD655;&#xC0B0;&#xC758; &#xC815;&#xB7C9;&#xC801; &#xCE21;&#xC815; &#xAE30;&#xC220;. &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xD1B5;&#xACC4;&#xB294; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C;&#xC758; &#xC8FC;&#xD30C;&#xC218; &#xC0C1;&#xAD00; &#xD568;&#xC218;&#xC5D0; &#xB3D9;&#xC77C; &#xD558; &#xACE0; 2D &#xC751;&#xB2F5;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC9E7;&#xC740; &#xC2DC;&#xAC04; &#xADFC;&#xC0AC;&#xCE58;&#xC758; &#xC81C;&#xD55C;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC778;&#xAD6C; &#xD734;&#xC2DD;&#xC758; &#xB3C5;&#xB9BD;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xB610;&#xD55C; 3 &#xB808;&#xBCA8; &#xC9C4;&#xB3D9; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C; &#xBC0F; &#xC720;&#xD55C; &#xD384;&#xC2A4;&#xC640; &#xC2E4;&#xD5D8; &#xBD84;&#xC11D;&#xC744; &#xC704;&#xD574; &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xC2DD;&#xC758; &#xAD11;&#xBC94;&#xC704; &#xD55C; &#xC801;&#xC6A9; &#xAC00;&#xB2A5;&#xC131;&#xC744; &#xD14C;&#xC2A4;&#xD2B8; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;.

2 &#xCC28;&#xC6D0; &#xC170;&#xC774;&#xD504;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC2A4;&#xD399;&#xD2B8;&#xB7FC; &#xD655;&#xC0B0;&#xC758; &#xD2B9;&#xC131;&#xD654;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;.

El an&aacute;lisis de las formas de la l&iacute;nea en dos dimensiones espectroscop&iacute;as &oacute;pticos e infrarrojos es un enfoque poderoso para caracterizar la din&aacute;mica de las mol&eacute;culas en la fase condensada. Cambios en la forma de la l&iacute;nea de diagonalmente alargado a sim&eacute;trico como una funci&oacute;n de tiempo de espera surgen de la evoluci&oacute;n de la frecuencia de transici&oacute;n. Describimos una serie de medidas cuantitativas de las fluctuaciones de la frecuencia y difusi&oacute;n espectral a trav&eacute;s del an&aacute;lisis de las formas bidimensionales (2D) l&iacute;nea. Estas m&eacute;tricas son id&eacute;nticas a la funci&oacute;n de correlaci&oacute;n de frecuencia del sistema e independientes de la relajaci&oacute;n de la poblaci&oacute;n en el l&iacute;mite de una aproximaci&oacute;n de corto plazo para la respuesta 2D. Tambi&eacute;n probamos la m&aacute;s amplia aplicabilidad de estas expresiones para analizar sistemas vibracionales de tres niveles y experimentos con pulsos finitos.

Caracterizaci&oacute;n de difusi&oacute;n espectral de formas bidimensionales de l&iacute;nea.

&#x5728;&#x8FD9;&#x548C;&#x4E0B;&#x9762;&#x7684;&#x6587;&#x4EF6;&#x4E2D;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x63CF;&#x8FF0;&#x7684;&#x8D85;&#x5FEB;&#x7ED3;&#x6784;&#x6CE2;&#x52A8;&#x548C;&#x6C22;&#x7ED3;&#x5408;&#x7F51;&#x7EDC;&#x7684;&#x6C34;&#x4F7F;&#x7528;&#x4E8C;&#x7EF4; (2D) &#x7EA2;&#x5916;&#x5149;&#x8C31;&#x91CD;&#x6392;&#x3002;&#x6DB5;&#x76D6;&#x7684;&#x6C22;&#x7ED3;&#x5408;&#x7F51;&#x7EDC;&#x7684;&#x6C34;&#x5206;&#x5B50;&#x52A8;&#x529B;&#x5B66;&#x7684;&#x6240;&#x6709;&#x6709;&#x5173;&#x7684;&#x65F6;&#x95F4;&#x5C3A;&#x5EA6;&#x7684; 2D &#x7EA2;&#x5916;&#x5149;&#x8C31;&#x8FDB;&#x884C;&#x4E86;&#x7814;&#x7A76;&#x4E3A;&#x62C9;&#x4F38;&#x9996;&#x957F;&#x5728; D2O &#x4E2D;&#x7684;&#x5438;&#x6536;&#x4E86;&#x54E6;&#x3002;&#x4F5C;&#x4E3A;&#x8DDF;&#x8E2A;&#x73AF;&#x5883;&#x5982;&#x4F55;&#x4E0D;&#x540C;&#x6C22;&#x952E;&#x7684;&#x5149;&#x8C31;&#x89C2;&#x6D4B;&#x7684; 2D IR &#x7EBF;&#x5F62;&#x72B6;&#x670D;&#x52A1;&#x4F9D;&#x8D56;&#x4E8E;&#x65F6;&#x95F4;&#x6F14;&#x53D8; interconvert &#x540C;&#x65F6;&#x4ECE;&#x632F;&#x52A8;&#x5F1B;&#x8C6B;&#x548C;&#x5206;&#x5B50;&#x8C03;&#x6574;&#x54E6;&#x5076;&#x6781;&#x5B50;&#x7684;&#x5149;&#x8C31;&#x5F3A;&#x5EA6;&#x7ED3;&#x679C;&#x7684;&#x53D8;&#x5316;&#x3002;&#x4E3A;&#x8FBE;&#x5230; 700 fs &#x7684;&#x632F;&#x52A8;&#x751F;&#x5B58;&#x671F;&#x7684;&#x7B49;&#x5019;&#x65F6;&#x95F4;&#xFF0C;2D &#x7EBF;&#x5F62;&#x72B6;&#x7684;&#x53D8;&#x5316;&#x53CD;&#x6620;&#x54E6;&#x632F;&#x8361;&#x5668;&#x8BF1;&#x5BFC;&#x6C22;&#x952E;&#x52A8;&#x529B;&#x5B66;&#x7684;&#x5149;&#x8C31;&#x6F14;&#x53D8;&#x3002;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x52A8;&#x6001;&#xFF0C;&#x7279;&#x70B9;&#x662F;&#x901A;&#x8FC7;&#x4E00;&#x5957;&#x7684; 2D &#x7EBF;&#x5F62;&#x72B6;&#x5206;&#x6790;&#x6307;&#x6807;&#xFF0C;&#x663E;&#x793A;&#x5FEB;&#x901F; 60 fs &#x8150;&#x70C2;&#xFF0C;&#x963B;&#x5C3C;&#x7684;&#x632F;&#x8361;&#x7684; 130 fs &#x65F6;&#x95F4;&#x523B;&#x5EA6;&#x8BF1;&#x5BFC;&#x6C22;&#x952E;&#x62C9;&#x4F38;&#xFF0C;&#x548C;&#x957F;&#x65F6;&#x95F4;&#x8870;&#x51CF;&#x5E38;&#x6570;&#x7684;&#x5019;&#x8BCA;&#x65F6;&#x95F4;&#x5927;&#x4E8E; 700 fs 1.4 &#x90AE;&#x7F16;: 2D &#x8868;&#x9762;&#x4E3B;&#x8981;&#x7531;&#x632F;&#x52A8;&#x5F1B;&#x8C6B;&#x548C;&#x6EB6;&#x5242;&#x7684;&#x6D74;&#x6CD5;&#x8FD9;&#x591A;&#x4F59;&#x7684;&#x80FD;&#x91CF;&#x7684;&#x70ED;&#x5316;&#x7684;&#x5F71;&#x54CD;&#x3002;&#x57FA;&#x4E8E;&#x9AD8;&#x65AF;&#x7EDF;&#x8BA1;&#x4E0E;&#x6CE2;&#x52A8;&#x6211;&#x4EEC;&#x5EFA;&#x6A21;&#x662F;&#x80FD;&#x591F;&#x91CD;&#x73B0;&#x5206;&#x6563;&#x6CF5;&#x6D66;-&#x63A2;&#x6D4B;&#x4E2D;&#x7684;&#x66F4;&#x6539;&#x548C; 2D &#x7EA2;&#x5916;&#x5149;&#x8C31;&#x81F4;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x5F1B;&#x8C6B;&#x8FC7;&#x7A0B;&#xFF0C;&#x4F46;&#x9519;&#x8FC7;&#x4ECE;&#x4F9D;&#x8D56;&#x4E8E;&#x9891;&#x7387;&#x7684;&#x8C31;&#x6269;&#x6563;&#x6240;&#x4EA7;&#x751F;&#x7684;&#x4E0D;&#x5BF9;&#x79F0;&#x3002;&#x8FD9;&#x79CD;&#x4E0D;&#x5BF9;&#x79F0;&#x6027;&#x7684;&#x52A8;&#x529B;&#x6765;&#x6E90;&#x662F;&#x540C;&#x4F34;&#x767D;&#x76AE;&#x4E66;&#x4E2D;&#x8BA8;&#x8BBA;&#x7684;&#x3002;

&#x591A;&#x7EF4;&#x7EA2;&#x5916;&#x5149;&#x8C31;&#x7684;&#x6C34;&#x3002;&#x4E00;&#x3001; &#x632F;&#x52A8;&#x52A8;&#x529B;&#x5B66;&#x5728;&#x4E8C;&#x7EF4;&#x7EA2;&#x5916;&#x5149;&#x7EBF;&#x5F62;&#x72B6;&#x4E2D;&#x3002;

In this and the following paper, we describe the ultrafast structural fluctuations and rearrangements of the hydrogen bonding network of water using two-dimensional (2D) infrared spectroscopy. 2D IR spectra covering all the relevant time scales of molecular dynamics of the hydrogen bonding network of water were studied for the OH stretching absorption of HOD in D2O. Time-dependent evolution of the 2D IR line shape serves as a spectroscopic observable that tracks how different hydrogen bonding environments interconvert while changes in spectral intensity result from vibrational relaxation and molecular reorientation of the OH dipole. For waiting times up to the vibrational lifetime of 700 fs, changes in the 2D line shape reflect the spectral evolution of OH oscillators induced by hydrogen bond dynamics. These dynamics, characterized through a set of 2D line shape analysis metrics, show a rapid 60 fs decay, an underdamped oscillation on a 130 fs time scale induced by hydrogen bond stretching, and a long time decay constant of 1.4 ps. 2D surfaces for waiting times larger than 700 fs are dominated by the effects of vibrational relaxation and the thermalization of this excess energy by the solvent bath. Our modeling based on fluctuations with Gaussian statistics is able to reproduce the changes in dispersed pump-probe and 2D IR spectra induced by these relaxation processes, but misses the asymmetry resulting from frequency-dependent spectral diffusion. The dynamical origin of this asymmetry is discussed in the companion paper.

Multidimensional infrared spectroscopy of water. I. Vibrational dynamics in two-dimensional IR line shapes.

Dans ce domaine et le pr&eacute;sent document, nous d&eacute;crivons les variations structurales ultrarapides et r&eacute;arrangements du r&eacute;seau de liaison hydrog&egrave;ne de l&#39;eau &agrave; l&#39;aide de la spectroscopie infrarouge &agrave; deux dimensions (2D). 2D spectres IR, couvrant toutes les &eacute;chelles de temps pertinentes de dynamique mol&eacute;culaire du r&eacute;seau liaison hydrog&egrave;ne de l&#39;eau ont &eacute;t&eacute; &eacute;tudi&eacute;s pour l&#39;OH qui s&#39;&eacute;tend de l&#39;absorption de HOD dans D2O. &Eacute;volution d&eacute;pendant du temps de la 2D ligne IR forme sert comme un observables spectroscopiques qui suit comment diff&eacute;rents environnements hydrog&egrave;nes interconvertir lors de changements dans l&#39;intensit&eacute; spectrale d&eacute;coulent de relaxation vibrationnelle et r&eacute;orientation mol&eacute;culaire du dip&ocirc;le OH. Pour les temps d&#39;attente jusqu&#39;&agrave; la dur&eacute;e de vie vibrationnelle de 700 fs, changements dans la forme d&#39;une ligne 2D refl&egrave;tent l&#39;&eacute;volution spectrale des oscillateurs OH induite par la dynamique des liaisons hydrog&egrave;nes. Cette dynamique, caract&eacute;ris&eacute;e par un ensemble de param&egrave;tres de ligne 2D forme analyse, montrent une fs 60 rapide d&eacute;composition, une oscillation underdamped sur une fs 130 &eacute;chelle temporelle induite par l&#39;&eacute;tirement de la liaison hydrog&egrave;ne, et une constante de d&eacute;sint&eacute;gration longtemps de 1,4 Psaume des surfaces 2D pour les temps d&#39;attente sup&eacute;rieure &agrave; 700 fs sont domin&eacute;es par les effets de relaxation vibrationnelle et la thermalisation de cet exc&egrave;s d&#39;&eacute;nergie par le bain de solvant. Notre mod&eacute;lisation bas&eacute;e sur les fluctuations avec Statistique gaussienne est capable de reproduire les variations de la pompe-sonde dispers&eacute;e et 2D spectres IR induite par ces processus de relaxation, mais rate l&#39;asym&eacute;trie r&eacute;sultant de la diffusion spectrale d&eacute;pendant de la fr&eacute;quence. L&#39;origine dynamique de cette asym&eacute;trie est discut&eacute; dans le document d&#39;accompagnement.

Spectroscopie infrarouge multidimensionnelle de l&#39;eau. I. vibration dynamique en formes bidimensionnelles de ligne IR.

In diesem und dem folgenden Aufsatz beschreiben wir die ultraschnelle strukturelle Schwankungen und Umlagerungen des Netzwerks kleben Wasserstoff des Wassers mit zweidimensionalen (2D)-IR-Spektroskopie. 2D IR-Spektren, die mit allen relevanten Zeitskalen Molekulare Dynamik des Netzes kleben Wasserstoff des Wassers wurden f&uuml;r die Aufnahme von HOD in D2O Dehnung OH untersucht. Zeitabh&auml;ngige Entwicklung der dient das 2D IR-Linie-Form als eine spektroskopische Observable, die nachverfolgt, wie verschiedene Wasserstoff Verkleben Umgebungen b w&auml;hrend Ver&auml;nderungen in spektrale Intensit&auml;t Ergebnis Schwingungs-Entspannung und molekularen Umorientierung der OH-Dipols. F&uuml;r Wartezeiten bis die Schwingungs Lebensdauer von 700 fs reflektiert die &Auml;nderungen in die 2D Form die spektrale Evolution OH Oszillatoren induziert durch Wasserstoff Bond Dynamik. Diese Dynamik, gekennzeichnet durch eine Reihe von 2D Shape Analyse Zeilenmetrik, zeigen eine schnelle 60-fs decay, eine underdamped Schwingung auf eine 130-fs Zeitskala induziert durch Wasserstoff Bond Dehnung und eine lange Zeitkonstante der Zerfall 1,4 Ps. 2D Oberfl&auml;chen f&uuml;r Wartezeiten, die gr&ouml;&szlig;er als 700 fs sind gepr&auml;gt von den Auswirkungen der Schwingungs-Entspannung und die Thermalization dieser &uuml;bersch&uuml;ssige Energie durch das L&ouml;sungsmittel Bad. Unsere Modellierung basierend auf Schwankungen mit Gau&szlig;-Statistik ist in der Lage, die &Auml;nderungen in verteilten Pump-Probe zu reproduzieren und 2D IR-Spektren von diesen RELAXATIONSPROZESSE induziert, aber verpasst die Asymmetrie infolge frequenzabh&auml;ngig spektrale Verbreitung. Der dynamische Ursprung der Asymmetrie wird das Begleiter-Papier erl&auml;utert.

Mehrdimensionale Infrarot-Spektroskopie des Wassers. I. Schwingungs Dynamik in zweidimensionalen IR Linienformen.

In questo e nel libro seguente, descriviamo l&#39;ultraveloce variazioni strutturali e riorganizzazioni della rete bonding dell&#39;idrogeno dell&#39;acqua utilizzando bidimensionale (2D) spettroscopia infrarossa. 2D spettri IR che coprono tutte le scale di tempo pertinente della dinamica molecolare della rete di bonding dell&#39;idrogeno dell&#39;acqua sono stati studiati per l&#39;OH stretching assorbimento di HOD in D2O. Evoluzione dipendenti dal tempo del 2D IR linea forma serve come un osservabili spettroscopici che tiene traccia dell&#39;idrogeno come i diversi ambienti di bonding si interconvertono mentre cambiamenti nel risultato di intensit&agrave; spettrale da rilassamento vibrazionale e riorientamento molecolare del dipolo OH. Per tempi di attesa fino alla durata vibrazionale di 700 fs, cambiamenti nella forma 2D linea rispecchiano l&#39;evoluzione spettrale di oscillatori OH indotte da dinamiche di legame a idrogeno. Queste dinamiche, caratterizzate tramite un insieme di metriche di analisi forma linea 2D, mostrano un rapido 60 fs di deperimento, un&#39;oscillazione underdamped su un fs 130 scala temporale indotta dal legame a idrogeno che si estende, e una costante di decadimento lungo 1,4 PS. superfici 2D per tempi di attesa pi&ugrave; grande di 700 fs sono dominate da effetti di rilassamento vibrazionale e la termalizzazione di questa energia in eccesso da bagno di solvente. Nostra modellazione basata sulle fluttuazioni statistiche gaussiana &egrave; in grado di riprodurre le modifiche nella pompa-sonda disperso e 2D spettri IR indotta da questi processi di rilassamento, ma manca l&#39;asimmetria derivante dalla diffusione spettrale dipendente dalla frequenza. L&#39;origine di questa asimmetria dinamica &egrave; discusso nel libro compagno.

Spettroscopia infrarossa multidimensionale dell&#39;acqua. I. dinamica vibrazionale in forme bidimensionali di linea IR.

&#x3053;&#x308C;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x6B21;&#x306E;&#x30DA;&#x30FC;&#x30D1;&#x30FC;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x6211;&#x3005; &#x306F;&#x8D85;&#x9AD8;&#x901F;&#x306E;&#x69CB;&#x9020;&#x3086;&#x3089;&#x304E;&#x3068; 2&#x6B21;&#x5143; (2 D) &#x8D64;&#x5916;&#x5206;&#x5149;&#x6CD5;&#x3092;&#x7528;&#x3044;&#x305F;&#x6C34;&#x306E;&#x6C34;&#x7D20;&#x7D50;&#x5408;&#x30CD;&#x30C3;&#x30C8;&#x30EF;&#x30FC;&#x30AF;&#x306E;&#x518D;&#x7DE8;&#x6210;&#x306B;&#x3064;&#x3044;&#x3066;&#x8AAC;&#x660E;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x30DB;&#x30C3;&#x30C9; d2o &#x6C34;&#x306E;&#x5438;&#x53CE;&#x3092;&#x30B9;&#x30C8;&#x30EC;&#x30C3;&#x30C1; oh &#x6C34;&#x306E;&#x6C34;&#x7D20;&#x7D50;&#x5408;&#x30CD;&#x30C3;&#x30C8;&#x30EF;&#x30FC;&#x30AF;&#x306E;&#x5206;&#x5B50;&#x52D5;&#x529B;&#x5B66;&#x306E;&#x3059;&#x3079;&#x3066;&#x3001;&#x95A2;&#x9023;&#x3059;&#x308B;&#x30BF;&#x30A4;&#x30E0; &#x30B9;&#x30B1;&#x30FC;&#x30EB;&#x3092;&#x30AB;&#x30D0;&#x30FC;&#x3059;&#x308B; 2D &#x306E; IR &#x30B9;&#x30DA;&#x30AF;&#x30C8;&#x30EB;&#x3092;&#x8ABF;&#x3079;&#x305F;&#x3002;&#x3069;&#x306E;&#x3088;&#x3046;&#x306B;&#x7570;&#x306A;&#x308B;&#x6C34;&#x7D20;&#x74B0;&#x5883;&#x3092;&#x7D50;&#x5408;&#x3092;&#x8FFD;&#x8DE1;&#x5206;&#x5149;&#x89B3;&#x6E2C;&#x3068;&#x3057;&#x3066; 2D &#x306E; IR &#x7DDA;&#x56F3;&#x5F62;&#x306E;&#x30B5;&#x30FC;&#x30D6;&#x306E;&#x6642;&#x9593;&#x4F9D;&#x5B58;&#x578B;&#x9032;&#x5316;&#x306E;&#x76F8;&#x4E92;&#x5909;&#x63DB;&#x30B9;&#x30DA;&#x30AF;&#x30C8;&#x30EB;&#x5F37;&#x5EA6;&#x7D50;&#x679C;&#x632F;&#x52D5;&#x7DE9;&#x548C;&#x3068;&#x5206;&#x5B50;&#x914D;&#x5411;&#x306E; OH &#x30C0;&#x30A4;&#x30DD;&#x30FC;&#x30EB;&#x304B;&#x3089;&#x306E;&#x5909;&#x66F4;&#x4E2D;&#x3002;700 Fs &#x306E;&#x632F;&#x52D5;&#x306E;&#x5BFF;&#x547D;&#x307E;&#x3067;&#x306E;&#x5F85;&#x3061;&#x6642;&#x9593;&#x3092; 2D &#x30E9;&#x30A4;&#x30F3;&#x5F62;&#x72B6;&#x306E;&#x5909;&#x5316;&#x306B;&#x3088;&#x308B;&#x6C34;&#x7D20;&#x7D50;&#x5408;&#x30C0;&#x30A4;&#x30CA;&#x30DF;&#x30AF;&#x30B9;&#x3092;&#x8A98;&#x767A;&#x30AA;&#x30CF;&#x30A4;&#x30AA;&#x767A;&#x632F;&#x5668;&#x306E;&#x30B9;&#x30DA;&#x30AF;&#x30C8;&#x30EB;&#x9032;&#x5316;&#x3092;&#x53CD;&#x6620;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6025;&#x901F;&#x306A; 60 fs 2 D &#x306E;&#x7DDA;&#x56F3;&#x5F62;&#x89E3;&#x6790;&#x30E1;&#x30C8;&#x30EA;&#x30C3;&#x30AF;&#x306E;&#x30BB;&#x30C3;&#x30C8;&#x3092;&#x4ECB;&#x3057;&#x3066;&#x7279;&#x5FB4;&#x3065;&#x3051;&#x3089;&#x308C;&#x308B;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x30C0;&#x30A4;&#x30CA;&#x30DF;&#x30AF;&#x30B9;&#x3092;&#x793A;&#x3059;&#x5D29;&#x58CA;&#x3057;&#x3001;130 fs &#x306E;&#x30C0;&#x30F3;&#x30D7;&#x767A;&#x632F;&#x30BF;&#x30A4;&#x30E0; &#x30B9;&#x30B1;&#x30FC;&#x30EB;&#x8A98;&#x8D77;&#x6C34;&#x7D20;&#x7D50;&#x5408;&#x306E;&#x4F38;&#x5F35;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x3001;&#x304A;&#x3088;&#x3073; 1.4 ps. 2D &#x30B5;&#x30FC;&#x30D5;&#x30A7;&#x30B9;&#x5F85;&#x3061;&#x6642;&#x9593; 700 fs &#x3088;&#x308A;&#x3082;&#x5927;&#x304D;&#x3044;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x9577;&#x3044;&#x6642;&#x9593;&#x5D29;&#x58CA;&#x5B9A;&#x6570;&#x632F;&#x52D5;&#x7DE9;&#x548C;&#x3068;&#x3053;&#x306E;&#x6EB6;&#x5A92;&#x6D74;&#x306B;&#x3088;&#x308B;&#x4F59;&#x5270;&#x30A8;&#x30CD;&#x30EB;&#x30AE;&#x30FC;&#x306E;&#x71B1;&#x5316;&#x306E;&#x52B9;&#x679C;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x652F;&#x914D;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x30AC;&#x30A6;&#x30B9;&#x7D71;&#x8A08;&#x5909;&#x52D5;&#x306B;&#x57FA;&#x3065;&#x304F;&#x79C1;&#x305F;&#x3061;&#x306E;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x306F;&#x5206;&#x6563;&#x3057;&#x305F;&#x30DD;&#x30F3;&#x30D7;-&#x30D7;&#x30ED;&#x30FC;&#x30D6;&#x306E;&#x5909;&#x5316;&#x3092;&#x518D;&#x73FE;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x308B;&#x3068; 2D &#x306E; IR &#x30B9;&#x30DA;&#x30AF;&#x30C8;&#x30EB;&#x306F;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x7DE9;&#x548C;&#x30D7;&#x30ED;&#x30BB;&#x30B9;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x8A98;&#x8D77;&#x3055;&#x308C;&#x308B;&#x304C;&#x3001;&#x5468;&#x6CE2;&#x6570;&#x4F9D;&#x5B58;&#x30B9;&#x30DA;&#x30AF;&#x30C8;&#x30EB;&#x62E1;&#x6563;&#x304B;&#x3089;&#x751F;&#x3058;&#x308B;&#x975E;&#x5BFE;&#x79F0;&#x6027;&#x3092;&#x30DF;&#x30B9;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x975E;&#x5BFE;&#x79F0;&#x6027;&#x306E;&#x529B;&#x5B66;&#x7684;&#x8D77;&#x6E90;&#x30B3;&#x30F3;&#x30D1;&#x30CB;&#x30AA;&#x30F3; &#x30DA;&#x30FC;&#x30D1;&#x30FC;&#x3067;&#x8AAC;&#x660E;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x6C34;&#x306E;&#x591A;&#x6B21;&#x5143;&#x306E;&#x8D64;&#x5916;&#x5206;&#x5149;&#x3002;I. &#x632F;&#x52D5;&#x30C0;&#x30A4;&#x30CA;&#x30DF;&#x30AF;&#x30B9;&#x4E8C;&#x6B21;&#x5143;&#x8D64;&#x5916;&#x7DDA;&#x56F3;&#x5F62;&#x3067;&#x3002;

&#xC774; &#xB2E4;&#xC74C; &#xC885;&#xC774;&#xC5D0; &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xCD08;&#xACE0;&#xC18D; &#xAD6C;&#xC870; &#xBCC0;&#xB3D9; &#xBC0F; 2 &#xCC28;&#xC6D0; (2D) &#xC801;&#xC678;&#xC120; &#xBD84;&#xAD11;&#xD559;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xBB3C;&#xC758; &#xC218;&#xC18C; &#xACB0;&#xD569; &#xB124;&#xD2B8;&#xC6CC;&#xD06C;&#xC758; &#xC7AC;&#xBC30;&#xC5F4; &#xAE30;&#xC220;. &#xBB3C;&#xC758; &#xC218;&#xC18C; &#xACB0;&#xD569; &#xB124;&#xD2B8;&#xC6CC;&#xD06C;&#xC758; &#xBD84;&#xC790; &#xC5ED;&#xD559;&#xC758; &#xBAA8;&#xB4E0; &#xAD00;&#xB828; &#xC2DC;&#xAC04; &#xBE44;&#xB298;&#xC744; &#xB36E;&#xACE0; 2D &#xC801;&#xC678;&#xC120; &#xC2A4;&#xD399;&#xD2B8;&#xB7FC; d2o&#xC5D0; &#xC11D;&#xD0C4;&#xC758; &#xD761;&#xC218; &#xC2A4;&#xD2B8;&#xB808;&#xCE6D; &#xC624;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xACF5;&#xBD80;&#xB97C; &#xD588;&#xB2E4;. &#xC5B4;&#xB5BB;&#xAC8C; &#xB2E4;&#xB978; &#xC218;&#xC18C; &#xACB0;&#xD569; &#xD658;&#xACBD; &#xCD94;&#xC801; &#xBD84; &#xAD00;&#xCC30;&#xC73C;&#xB85C; 2D IR &#xB77C;&#xC778; &#xBAA8;&#xC591; &#xC5ED;&#xD560;&#xC758; &#xC2DC;&#xAC04;&#xC5D0; &#xB530;&#xB978; &#xC9C4;&#xD654; &#xC9C4;&#xB3D9; &#xD734;&#xC2DD;&#xACFC; &#xC624; &#xC30D; &#xADF9; &#xBD84;&#xC790; &#xC7AC;&#xD68C;&#xC804; &#xC2A4;&#xD399;&#xD2B8;&#xB7FC; &#xAC15;&#xB3C4; &#xACB0;&#xACFC;&#xC758; &#xBCC0;&#xD654; &#xD558;&#xB294; &#xB3D9;&#xC548; interconvert. 700 Fs&#xC758; &#xC9C4;&#xB3D9; &#xC77C;&#xC0DD; &#xCD5C;&#xB300; &#xB300;&#xAE30; &#xC2DC;&#xAC04;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; 2D &#xC120; &#xD615;&#xD0DC;&#xB85C; &#xBCC0;&#xACBD; &#xC218;&#xC18C; &#xACB0;&#xD569; &#xC5ED;&#xD559;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xC720;&#xB3C4; &#xB41C; &#xC624; &#xBC1C;&#xC9C4;&#xAE30;&#xC758; &#xC2A4;&#xD399;&#xD2B8;&#xB7FC; &#xC9C4;&#xD654;&#xB97C; &#xBC18;&#xC601; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. 2D &#xC120; &#xB3C4;&#xD615; &#xBD84;&#xC11D; &#xD1B5;&#xACC4;&#xC758; &#xC9D1;&#xD569;&#xC744; &#xD1B5;&#xD574;&#xC774; &#xD2B9;&#xC9D5; &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xC5ED;&#xD559; &#xBCF4;&#xC5EC; &#xBE60;&#xB978; 60 fs &#xBD80;&#xD328;, 130 fs&#xC5D0; &#xB310;&#xD551;&#xB41C; &#xBC1C;&#xC9C4; &#xC2DC;&#xAC04; &#xADDC;&#xBAA8; &#xC218;&#xC18C; &#xACB0;&#xD569; &#xB298;&#xB824;&#xC11C; &#xC720;&#xB3C4; &#xD558; &#xACE0; &#xC624;&#xB79C; &#xC2DC;&#xAC04; &#xBD80;&#xD328; &#xC0C1;&#xC218; 1.4 &#xCD94; 2D &#xD45C;&#xBA74; &#xB300;&#xAE30; &#xC2DC;&#xAC04; 700 fs &#xBCF4;&#xB2E4; &#xD070; &#xC9C4;&#xB3D9; &#xC774;&#xC644;&#xACFC; &#xC6A9; &#xB9E4; &#xBAA9;&#xC695;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xACFC;&#xB3C4; &#xD55C; &#xC5D0;&#xB108;&#xC9C0;&#xAC00; thermalization&#xC758; &#xD6A8;&#xACFC; &#xC758;&#xD574; &#xC8FC;&#xB3C4; &#xB418; &#xACE0;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xC758; &#xBAA8;&#xB378;&#xB9C1; &#xAC00;&#xC6B0;&#xC2A4; &#xD1B5;&#xACC4;&#xC640; &#xBCC0;&#xB3D9;&#xC5D0; &#xB530;&#xB77C; &#xBD84;&#xC0B0; &#xB41C; &#xD38C;&#xD504;-&#xD504;&#xB85C;&#xBE0C;&#xC5D0; &#xBCC0;&#xD654;&#xB97C; &#xC7AC;&#xD604;&#xD560; &#xC218; &#xADF8;&#xB9AC;&#xACE0; 2D &#xC801;&#xC678;&#xC120; &#xC2A4;&#xD399;&#xD2B8;&#xB7FC; &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xD734;&#xC2DD; &#xD504;&#xB85C;&#xC138;&#xC2A4;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xC720;&#xB3C4; &#xB41C; &#xD558;&#xC9C0;&#xB9CC; &#xC8FC;&#xD30C;&#xC218; &#xC885;&#xC18D; &#xC2A4;&#xD399;&#xD2B8;&#xB7FC; &#xD655;&#xC0B0;&#xC5D0;&#xC11C; &#xBC1C;&#xC0DD; &#xD558;&#xB294; &#xBE44;&#xB300;&#xCE6D;&#xC744; &#xADF8;&#xB9AC; &#xC6CC;. &#xC774; &#xBE44;&#xB300;&#xCE6D;&#xC758; &#xB3D9;&#xC801;&#xC778; &#xAE30;&#xC6D0; &#xB3D9;&#xBC18;&#xC790; &#xC885;&#xC774;&#xC5D0; &#xC124;&#xBA85; &#xB418;&#xC5B4; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xB2E4;&#xCC28;&#xC6D0; &#xC801;&#xC678;&#xC120; &#xBD84;&#xAD11;&#xD559;&#xC758; &#xBB3C;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;. I. &#xC9C4;&#xB3D9; &#xC5ED;&#xD559; 2 &#xCC28;&#xC6D0; &#xC801;&#xC678;&#xC120; &#xC120; &#xBAA8;&#xC591;&#xC5D0;.

En &eacute;ste y el siguiente trabajo, describimos las ultrarr&aacute;pida fluctuaciones estructurales y los cambios de la red de vinculaci&oacute;n del hidr&oacute;geno del agua mediante espectroscopia de infrarrojo bidimensional (2D). Estudiaron a 2D espectros IR cubriendo todas las escalas de tiempo pertinente de din&aacute;mica molecular de la red de vinculaci&oacute;n del hidr&oacute;geno del agua para el OH estiramiento absorci&oacute;n de HOD en D2O. Dependiente del tiempo evoluci&oacute;n del 2D IR l&iacute;nea forma sirve como un observable espectrosc&oacute;pico que rastrea hidr&oacute;geno c&oacute;mo los diferentes ambientes de la vinculaci&oacute;n interconvert mientras que cambios en el resultado de la intensidad espectral de relajaci&oacute;n vibracional y reorientaci&oacute;n molecular del dipolo OH. Para tiempos de espera hasta la vida vibracional de 700 fs, cambios en la forma de l&iacute;nea 2D reflejan la evoluci&oacute;n espectral de osciladores OH inducida por hidr&oacute;geno din&aacute;mica. Esta din&aacute;mica, caracterizada por un conjunto de indicadores de an&aacute;lisis de forma de l&iacute;nea 2D, muestra una r&aacute;pida fs 60 del decaimiento, una oscilaci&oacute;n de rebote en un fs 130 escala de tiempo inducida por el hidr&oacute;geno que se extiende, y una constante de decaimiento de mucho tiempo de 1,4 PS. superficies 2D para tiempos de espera m&aacute;s de 700 fs est&aacute;n dominados por los efectos de relajaci&oacute;n vibracional y el thermalization de este exceso de energ&iacute;a por el ba&ntilde;o de disolvente. Nuestro modelado basado en las fluctuaciones estad&iacute;sticas gaussiano es capaz de reproducir los cambios en la bomba-sonda disperso y 2D espectros IR inducida por estos procesos de relajaci&oacute;n, pero pasa por alto la asimetr&iacute;a resultantes dependiente de la frecuencia espectral difusi&oacute;n. El origen de la din&aacute;mico de esta asimetr&iacute;a se discute en el papel de compa&ntilde;ero.

Espectroscop&iacute;a infrarroja multidimensional de agua. I. vibracional din&aacute;mica en formas bidimensionales de l&iacute;nea de IR.

&#x6211;&#x4EEC;&#x4F7F;&#x7528;&#x591A;&#x7EF4;&#x7EA2;&#x5916;&#x5149;&#x8C31;&#x7684;&#x9996;&#x957F;&#x5728; D2O &#x7684;&#x54E6;&#x62C9;&#x4F38;&#x6765;&#x8861;&#x91CF;&#x4E0D;&#x540C;&#x6C22;&#x952E;&#x73AF;&#x5883;&#x7684;&#x6362;&#x7B97;&#x3002;&#x62C9;&#x4F38;&#x9891;&#x7387;&#x7684;&#x54E6;&#x533A;&#x5206;&#x6C22;&#x4FDD;&#x7A0E; (HB) &#x548C;&#x975E;&#x6C22;&#x952E; (&#x5927;&#x697C;) &#x914D;&#x7F6E;&#x5176;&#x5438;&#x6536;&#x4F4E; &#xFF08;&#x7EA2;&#x8272;&#xFF09; &#x548C;&#x9AD8; &#xFF08;&#x84DD;&#x8272;&#xFF09; &#x7EBF;&#x5F62;&#x72B6;&#x7684;&#x4FA7;&#x9762;&#x3002;&#x8861;&#x91CF;&#x8FD9;&#x4E24;&#x4E2A;&#x4E0D;&#x5BF9;&#x79F0;&#x4E09;&#x7EF4;&#x7EA2;&#x5916;&#x54E6;&#x7EBF;&#x5F62;&#x72B6;&#x662F; HB &#x548C;&#x65E7;&#x623F;&#x8FDB;&#x884C;&#x6539;&#x5EFA;&#x7684;&#x6839;&#x672C;&#x4E0D;&#x540C;&#x7684;&#x5149;&#x8C31;&#x677E;&#x5F1B;&#x6CD5;&#x7684;&#x8868;&#x73B0;&#x5F62;&#x5F0F;&#x3002;HB &#x632F;&#x8361;&#x5668;&#x5728;&#x7ECF;&#x5386;&#x6FC0;&#x6D3B;&#x7684;&#x5C4F;&#x969C;&#x8FC7;&#x5883;&#x524D;&#x8868;&#x73B0;&#x51FA;&#x76F8;&#x5E72;&#x632F;&#x8361;&#x5185;&#x90E8;&#x6C22;&#x952E;&#x81EA;&#x7531;&#x80FD;&#x6E90;&#x9020;&#x6210;&#x7684;&#x6C22;&#x4FDD;&#x7A0E;&#x4F19;&#x4F34;&#x4EA4;&#x6D41;&#x3002;&#x76F8;&#x53CD;&#xFF0C;&#x5927;&#x697C;&#x632F;&#x8361;&#x5668;&#x8FC5;&#x901F;&#x56DE;&#x5230;&#x5185; 150 fs HB &#x9891;&#x7387;&#x3002;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x7ED3;&#x679C;&#x652F;&#x6301;&#x7684;&#x56FE;&#x7247;&#x5230;&#x5927;&#x697C;&#x914D;&#x7F6E;&#x90FD;&#x53EA;&#x6709;&#x8FC7;&#x7684;&#x5730;&#x65B9;&#x6682;&#x6001;&#x6216;&#x6C22;&#x952E;&#x4F19;&#x4F34;&#x7684;&#x5207;&#x6362;&#x671F;&#x95F4;&#x6709;&#x5173;&#x6C22;&#x952E;&#x7684;&#x5927;&#x5E45;&#x6CE2;&#x52A8;&#x3002;&#x7ED3;&#x679C;&#x4E0D;&#x7B26;&#x5408; entropically &#x7A33;&#x5B9A;&#x60AC;&#x7A7A;&#x6C22;&#x952E;&#x7684;&#x5B58;&#x5728;&#x6216;&#x6C34;&#x7684;&#x6982;&#x5FF5;&#x5316;&#x56FE;&#x7247;&#x4F5C;&#x4E3A;&#x73AF;&#x5883;&#x5177;&#x6709;&#x4E0D;&#x540C;&#x5206;&#x9694;&#x58C1;&#x5792;&#x7684;&#x6C22;&#x952E;&#x5F3A;&#x5EA6;&#x7684;&#x4E00;&#x79CD;&#x6DF7;&#x5408;&#x7269; &gt; kT&#x3002;

&#x591A;&#x7EF4;&#x7EA2;&#x5916;&#x5149;&#x8C31;&#x7684;&#x6C34;&#x3002;&#x4E8C;.&#x6C22;&#x952E;&#x5F00;&#x5173;&#x52A8;&#x529B;&#x5B66;&#x3002;

We use multidimensional infrared spectroscopy of the OH stretch of HOD in D2O to measure the interconversion of different hydrogen bonding environments. The OH stretching frequency distinguishes hydrogen bonded (HB) and non-hydrogen-bonded (NHB) configurations by their absorption on the low (red) and high (blue) sides of the line shape. Measured asymmetries in the two dimensional infrared OH line shapes are manifestations of the fundamentally different spectral relaxations of HB and NHB. HB oscillators exhibit coherent oscillations within the hydrogen-bonded free energy well before undergoing activated barrier crossing, resulting in the exchange of hydrogen bonded partners. Conversely, NHB oscillators rapidly return to HB frequencies within 150 fs. These results support a picture where NHB configurations are only visited transiently during large fluctuations about a hydrogen bond or during the switching of hydrogen bonding partners. The results are not consistent with the presence of entropically stabilized dangling hydrogen bonds or a conceptual picture of water as a mixture of environments with varying hydrogen bond strength separated by barriers >kT.

Multidimensional infrared spectroscopy of water. II. Hydrogen bond switching dynamics.

Spectroscopie infrarouge multidimensionnelle de l&#39;&eacute;tirement OH CDD dans D2O nous permet de mesurer l&#39;interconversion des diff&eacute;rents environnements d&#39;hydrog&egrave;nes. Fr&eacute;quence d&#39;&eacute;longation OH distingue les hydrog&egrave;nes (HB) et des configurations (NHB) non-hydrog&egrave;nes par leur absorption sur les c&ocirc;t&eacute;s de haut (bleu) de la raie et le faible (rouge). Mesur&eacute; les asym&eacute;tries dans les deux dimensions infrarouges raies OH sont des manifestations des relaxations spectrales fondamentalement diff&eacute;rentes de l&#39;HB et l&#39;&Eacute;PN. Oscillateurs HB pi&egrave;ce oscillations coh&eacute;rentes au sein de l&#39;&eacute;nergie libre de la liaison hydrog&egrave;ne bien avant de subir le franchissement de la barri&egrave;re activ&eacute;s, r&eacute;sultant en l&#39;&eacute;change de partenaires d&#39;hydrog&egrave;nes. &Agrave; l&#39;inverse, oscillateurs NHB retournent rapidement aux fr&eacute;quences de HB au sein de 150 fs. Ces r&eacute;sultats confirment une photo o&ugrave; des configurations NHB sont seulement visit&eacute;es transitoirement au cours de grandes fluctuations sur une liaison hydrog&egrave;ne ou lors de la commutation de liaisons hydrog&egrave;nes partenaires. Les r&eacute;sultats ne sont pas compatibles avec la pr&eacute;sence d&#39;entropiquement stabilis&eacute;es qui pendent des liaisons hydrog&egrave;nes ou une image conceptuelle de l&#39;eau comme un m&eacute;lange des environnements avec des variables de liaison hydrog&egrave;ne force s&eacute;par&eacute;e par des barri&egrave;res &gt; kT.

Spectroscopie infrarouge multidimensionnelle de l&#39;eau. II. la liaison hydrog&egrave;ne commutation dynamique.

Wir verwenden mehrdimensionale Infrarot-Spektroskopie der OH-Strecke von HOD in D2O, um die Umwandlung von verschiedenen Wasserstoff Verkleben Umgebungen zu messen. OH Dehnung Frequenz zeichnet Wasserstoff gebunden (HB) und nicht-Wasserstoff-gebundenen (NHB) Konfigurationen durch ihre Absorption auf Seiten der niedrigen (rot) und hoher (blau) die Form. Gemessen von Asymmetrien in den zwei dimensionale Infrarot OH Linienformen sind Manifestationen der grundlegend spektralen Lockerungen der HB und NHB. HB-Oszillatoren zeigen koh&auml;rente Schwingungen innerhalb der Wasserstoff gebundenen freien Energie gut bevor Sie irgend aktivierte Barriere &uuml;berqueren, was den Austausch von Wasserstoff gebundenen Partner. Umgekehrt zur&uuml;ck NHB Oszillatoren rasch auf HB Frequenzen innerhalb 150 fs. Diese Ergebnisse unterst&uuml;tzen ein Bild wo NHB Konfigurationen nur vor&uuml;bergehend w&auml;hrend gro&szlig;e Schwankungen &uuml;ber eine Wasserstoff-Bindung oder das Schalten von Wasserstoff Verkleben Partner besucht werden. Die Ergebnisse entsprechen nicht das Vorhandensein von entropically stabilisierte baumelnden Wasserstoffbr&uuml;ckenbindungen oder einen konzeptionellen &Uuml;berblick &uuml;ber Wasser als eine Mischung aus Umgebungen mit unterschiedlichen Wasserstoff Haftfestigkeit durch Hindernisse getrennt &gt; kT.

Mehrdimensionale Infrarot-Spektroskopie des Wassers. II. Hydrogen Bond Dynamik umschalten.

Usiamo la spettroscopia infrarossa multidimensionale del tratto OH di HOD in D2O per misurare l&#39;interconversione di idrogeno differente ambienti di bonding. OH stretching frequenza distingue idrogeno bonded (HB) e non-idrogeno-legato (NHB) configurazioni da loro assorbimento sui lati alta (blu) della forma linea e basso (rosso). Misurate le asimmetrie nei due dimensionale infrarossi OH linea forme sono manifestazioni dei rilassamenti spettrale fondamentalmente differenti di HB e NHB. Oscillatori HB mostrano oscillazioni coerenti all&#39;interno l&#39;energia libera idrogeno-legato bene prima in fase di attraversamento della barriera attivato, con conseguente scambio di partner di idrogeno bonded. Al contrario, oscillatori NHB tornare rapidamente alle frequenze HB entro 150 fs. Questi risultati supportano una foto dove configurazioni NHB sono visitati solo transitoriamente durante grandi fluttuazioni su un legame a idrogeno o durante la commutazione dei partner di legame idrogeno. I risultati non sono coerenti con la presenza di legami ad idrogeno penzoloni entropically stabilizzati o un quadro concettuale dell&#39;acqua come una miscela di ambienti con diverse forza di legame idrogeno separato da barriere &amp;gt; kT.

Spettroscopia infrarossa multidimensionale dell&#39;acqua. II. il legame idrogeno commutazione dinamica.

&#x591A;&#x6B21;&#x5143;&#x306E;&#x8D64;&#x5916;&#x5206;&#x5149;&#x30DB;&#x30C9; D2O &#x3067;&#x306E; OH &#x30B9;&#x30C8;&#x30EC;&#x30C3;&#x30C1;&#x306E;&#x7570;&#x306A;&#x308B;&#x6C34;&#x7D20;&#x74B0;&#x5883;&#x3092;&#x7D50;&#x5408;&#x306E;&#x76F8;&#x4E92;&#x5909;&#x63DB;&#x3092;&#x6E2C;&#x5B9A;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x5468;&#x6CE2;&#x6570;&#x3092;&#x30B9;&#x30C8;&#x30EC;&#x30C3;&#x30C1; OH &#x7D50;&#x5408;&#x3057;&#x305F;&#x6C34;&#x7D20; (HB) &#x3068;&#x6C34;&#x7D20;&#x7D50;&#x5408;&#x7CFB; (NHB) &#x69CB;&#x6210;&#x4F4E; (&#x8D64;) &#x3068;&#x9AD8; &#xFF08;&#x9752;&#xFF09; &#x306E;&#x4E21;&#x5074;&#x30E9;&#x30A4;&#x30F3;&#x5F62;&#x72B6;&#x306E;&#x5438;&#x53CE;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x533A;&#x5225;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6E2C;&#x5B9A;&#x306F; 2 &#x3064;&#x306E;&#x975E;&#x5BFE;&#x79F0;&#x6027;&#x4E8C;&#x6B21;&#x5143;&#x8D64;&#x5916; OH &#x30E9;&#x30A4;&#x30F3;&#x5F62;&#x72B6;&#x304C; HB &#x3068; NHB &#x306E;&#x6839;&#x672C;&#x7684;&#x306B;&#x7570;&#x306A;&#x308B;&#x30B9;&#x30DA;&#x30AF;&#x30C8;&#x30EB;&#x7DE9;&#x548C;&#x306E;&#x75C7;&#x72B6;&#x3002;HB &#x767A;&#x632F;&#x5668;&#x30B3;&#x30D2;&#x30FC;&#x30EC;&#x30F3;&#x30C8;&#x632F;&#x52D5;&#x5185;&#x6C34;&#x7D20;&#x7D50;&#x5408;&#x81EA;&#x7531;&#x30A8;&#x30CD;&#x30EB;&#x30AE;&#x30FC;&#x6D3B;&#x6027;&#x969C;&#x58C1;&#x4EA4;&#x5DEE;&#x70B9;&#x3092;&#x53D7;&#x3051;&#x308B;&#x524D;&#x306B;&#x3088;&#x304F;&#x5C55;&#x793A;&#x306E;&#x6C34;&#x7D20;&#x306E;&#x7D50;&#x5408;&#x30D1;&#x30FC;&#x30C8;&#x30CA;&#x30FC;&#x306E;&#x4EA4;&#x63DB;&#x3067;&#x751F;&#x3058;&#x308B;&#x3002;&#x9006;&#x306B;&#x3001;NHB &#x767A;&#x632F;&#x5668;&#x306F;&#x6025;&#x901F;&#x306B; 150 fs &#x5185;&#x306E; HB &#x306E;&#x5468;&#x6CE2;&#x6570;&#x306B;&#x623B;&#x308A;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x7D50;&#x679C;&#x306F;&#x3069;&#x3053; NHB &#x69CB;&#x6210;&#x306E;&#x307F;&#x4E00;&#x904E;&#x6027;&#x6C34;&#x7D20;&#x7D50;&#x5408;&#x306B;&#x3064;&#x3044;&#x3066;&#x306E;&#x5927;&#x5E45;&#x306A;&#x5909;&#x52D5;&#x3084;&#x6C34;&#x7D20;&#x30D1;&#x30FC;&#x30C8;&#x30CA;&#x30FC;&#x3092;&#x7D50;&#x5408;&#x306E;&#x5207;&#x308A;&#x66FF;&#x3048;&#x306E;&#x969B;&#x306B;&#x8A2A;&#x554F;&#x3055;&#x308C;&#x308B;&#x753B;&#x50CF;&#x3092;&#x30B5;&#x30DD;&#x30FC;&#x30C8;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x7D50;&#x679C;&#x969C;&#x58C1;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x533A;&#x5207;&#x3089;&#x308C;&#x305F;&#x6C34;&#x7D20;&#x7D50;&#x5408;&#x5F37;&#x5EA6;&#x3092;&#x5909;&#x5316;&#x3055;&#x305B;&#x305F;&#x74B0;&#x5883;&#x306E;&#x6DF7;&#x5408;&#x7269;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x30A8;&#x30F3;&#x30C8;&#x30ED;&#x30D4;&#x30FC;&#x5B89;&#x5B9A;&#x6C34;&#x7D20;&#x30C0;&#x30F3;&#x30B0;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x30DC;&#x30F3;&#x30C9;&#x306E;&#x5B58;&#x5728;&#x307E;&#x305F;&#x306F;&#x6C34;&#x306E;&#x6982;&#x5FF5;&#x56F3;&#x3068;&#x4E00;&#x81F4;&#x3055;&#x308C;&#x306A;&#x3044;&#x76EE; kT&#x3002;

&#x6C34;&#x306E;&#x591A;&#x6B21;&#x5143;&#x306E;&#x8D64;&#x5916;&#x5206;&#x5149;&#x3002;Ii. &#x6C34;&#x7D20;&#x7D50;&#x5408;&#x30C0;&#x30A4;&#x30CA;&#x30DF;&#x30AF;&#x30B9;&#x3092;&#x5207;&#x308A;&#x66FF;&#x3048;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xB2E4;&#xB978; &#xC218;&#xC18C; &#xACB0;&#xD569; &#xD658;&#xACBD; interconversion &#xCE21;&#xC815; &#xD558; d2o&#xC5D0; &#xC11D;&#xD0C4; &#xD1B5; &#xC624; &#xC2A4;&#xD2B8;&#xB808;&#xCE6D;&#xC758; &#xB2E4;&#xCC28;&#xC6D0; &#xC801;&#xC678;&#xC120; &#xBD84;&#xAD11;&#xD559;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC8FC;&#xD30C;&#xC218;&#xB97C; &#xC2A4;&#xD2B8;&#xB808;&#xCE6D; &#xC544; &#xADF8;&#xB4E4;&#xC758; &#xD761;&#xC218; &#xBC30;&#xAD00;&#xC758; &#xB85C;&#xC6B0; (&#xBE68;&#xAC15;) &#xBC0F; &#xB192;&#xC740; (&#xCCAD;&#xC0C9;)&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xC218;&#xC18C; &#xBCF4; &#xC138; (HB) &#xBC0F; &#xC218;&#xC18C; &#xBCF4; &#xC138; (NHB) &#xAD6C;&#xC131;&#xC744; &#xAD6C;&#xBD84; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. 2&#xC5D0;&#xC11C; asymmetries &#xCE21;&#xC815; &#xCC28;&#xC6D0; &#xC801;&#xC678;&#xC120; &#xC624; &#xB77C;&#xC778; &#xC170;&#xC774;&#xD504;&#xB294; HB NHB&#xC758; &#xADFC;&#xBCF8;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xB2E4;&#xB978; &#xC2A4;&#xD399;&#xD2B8;&#xB7FC; relaxations&#xC758; &#xBC1C;&#xD604;. HB &#xBC1C;&#xC9C4;&#xAE30; &#xC218;&#xC18C; &#xBCF4; &#xC138; &#xD30C;&#xD2B8;&#xB108;&#xC758; &#xAD50;&#xD658;&#xC5D0; &#xB530;&#xB978; &#xD65C;&#xC131;&#xD654; &#xB41C; &#xC7A5;&#xBCBD;&#xC744; &#xAD50;&#xCC28;&#xB97C; &#xACAA;&#xACE0; &#xC804;&#xC5D0; &#xC218;&#xC18C; &#xBCF4; &#xC138; &#xC790;&#xC720; &#xC5D0;&#xB108;&#xC9C0; &#xB0B4;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC77C;&#xAD00; &#xB41C; &#xC9C4;&#xB3D9; &#xC804;&#xC2DC;. &#xBC18;&#xB300;&#xB85C;, NHB &#xBC1C;&#xC9C4;&#xAE30; HB &#xC8FC;&#xD30C;&#xC218; 150 fs &#xC774;&#xB0B4; &#xC2E0;&#xC18D; &#xD558; &#xAC8C; &#xBC18;&#xD658;&#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774; &#xACB0;&#xACFC; &#xADF8;&#xB9BC; &#xC5B4;&#xB514; NHB &#xAD6C;&#xC131;&#xB9CC; &#xBC29;&#xBB38; &#xD558;&#xB294; transiently &#xC218;&#xC18C; &#xACB0;&#xD569;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xD070; &#xBCC0;&#xB3D9;&#xC774; &#xB098; &#xC218;&#xC18C; &#xACB0;&#xD569; &#xD30C;&#xD2B8;&#xB108;&#xC758; &#xC804;&#xD658; &#xC9C0;&#xC6D0;. &#xACB0;&#xACFC; &#xD658;&#xACBD; &#xC7A5;&#xBCBD;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xBD84;&#xB9AC; &#xB41C; &#xC218;&#xC18C; &#xACB0;&#xD569; &#xAC15;&#xB3C4; &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xD63C;&#xD569;&#xC73C;&#xB85C; entropically &#xC548;&#xC815;&#xB41C; &#xD604; &#xC218;&#xC18C; &#xACB0;&#xD569;&#xC758; &#xC874;&#xC7AC; &#xB610;&#xB294; &#xBB3C;&#xC758; &#xAC1C;&#xB150;&#xC801; &#xADF8;&#xB9BC; &amp;gt; kT.

&#xB2E4;&#xCC28;&#xC6D0; &#xC801;&#xC678;&#xC120; &#xBD84;&#xAD11;&#xD559;&#xC758; &#xBB3C;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;. Ii&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC218;&#xC18C; &#xACB0;&#xD569; &#xC2A4;&#xC704;&#xCE6D; &#xC5ED;&#xD559;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;.

Utilizamos la espectroscopia infrarroja multidimensional del tramo OH de HOD en D2O para medir la interconversi&oacute;n de hidr&oacute;geno diferente entornos de la vinculaci&oacute;n. El OH estiramiento frecuencia distingue hidr&oacute;geno enlazado (HB) y no-hidr&oacute;geno-consolidada (NHB) configuraciones por su absorci&oacute;n en los lados de alta (azul) de la forma de l&iacute;nea y baja (rojo). Medici&oacute;n las asimetr&iacute;as en las dos dimensiones infrarrojos OH l&iacute;nea formas son manifestaciones de las relajaciones espectrales fundamentalmente diferentes de HB y NHB. Osciladores de HB exhiben oscilaciones coherentes dentro de la energ&iacute;a libre de hidr&oacute;geno-consolidado bien antes de someterse a cruce de barrera activado, dando por resultado el intercambio de socios de hidr&oacute;geno en condiciones de servidumbre. Por el contrario, osciladores NHB volver r&aacute;pidamente a frecuencias de HB en 150 fs. Estos resultados apoyan un cuadro donde configuraciones NHB son s&oacute;lo visit&oacute; transitoriamente durante grandes fluctuaciones sobre un enlace de hidr&oacute;geno o la conmutaci&oacute;n de socios de la vinculaci&oacute;n del hidr&oacute;geno. Los resultados no son consistentes con la presencia de entropically estabilizados colgando enlaces de hidr&oacute;geno o un cuadro conceptual de agua como una mezcla de ambientes con diversos fuerza en enlace de hidr&oacute;geno separada por barreras &gt; kT.

Espectroscop&iacute;a infrarroja multidimensional de agua. II. conmutaci&oacute;n din&aacute;mica de hidr&oacute;geno.

&#x6240;&#x6709;&#x7684;&#x751F;&#x7269;&#x6709;&#x673A;&#x4F53;&#xFF0C;&#x8D1F;&#x8D23;&#x7684; DNA&#xFF0C;replisome&#xFF0C;&#x590D;&#x5236;&#x7684;&#x86CB;&#x767D;&#x673A;&#x5236;&#x9762;&#x4E34;&#x7740;&#x65B9;&#x5411;&#x6027;&#x95EE;&#x9898;&#x3002;&#x53CC;&#x9762;&#x6253;&#x5370;&#x7684;&#x53CD;&#x5411;&#x5E73;&#x884C;&#x6027;&#x8D28; DNA &#x5141;&#x8BB8;&#x9886;&#x5148;&#x7EDE;&#x7EBF;&#x805A;&#x5408;&#x9176;&#x4EE5;&#x8FDE;&#x7EED;&#x7684;&#x65B9;&#x5F0F;&#xFF0C;&#x63A8;&#x52A8;&#x4F46;&#x529B;&#x91CF;&#x843D;&#x540E;&#x7EDE;&#x7EBF;&#x805A;&#x5408;&#x9176;&#x5408;&#x6210;&#x5728;&#x76F8;&#x53CD;&#x7684;&#x65B9;&#x5411;&#x3002;&#x901A;&#x8FC7;&#x6269;&#x5C55; RNA &#x5F15;&#x7269;&#xFF0C;&#x6EDE;&#x540E;&#x7EDE;&#x7EBF;&#x805A;&#x5408;&#x9176;&#x5728;&#x77ED;&#x65F6;&#x95F4;&#x5185;&#x91CD;&#x65B0;&#x542F;&#x52A8;&#x5E76;&#x4EA7;&#x751F;&#x5188;&#x5D0E;&#x7247;&#x6BB5;&#x3002;&#x81F3;&#x5C11;&#x5728;&#x539F;&#x6838;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x4E2D;&#xFF0C;&#x5F62;&#x6210;&#x4E00;&#x4E2A;&#x5FAA;&#x73AF;&#x4E2D;&#x6EDE;&#x540E;&#x7684;&#x590D;&#x5236;&#x53C9;&#xFF0C;&#x4EE5;&#x4FBF;&#x5B83;&#x4E0E;&#x9886;&#x5148;&#x7684;&#x94A2;&#x7EDE;&#x7EBF;&#x805A;&#x5408;&#x9176;&#x5E76;&#x884C;&#x8FDB;&#x5C55;&#x91CD;&#x65B0;&#x8C03;&#x6574;&#x6EDE;&#x540E;&#x94FE; DNA &#x805A;&#x5408;&#x9176;&#x7684;&#x94A2;&#x7EDE;&#x7EBF;&#x7684;&#x89E3;&#x51B3;&#x8FD9;&#x4E00;&#x65B9;&#x5411;&#x6027;&#x95EE;&#x9898;&#x3002;&#x590D;&#x5236;&#x5FAA;&#x73AF;&#x7684;&#x589E;&#x957F;&#xFF0C;&#x5E76;&#x5728;&#x6BCF;&#x4E2A;&#x5468;&#x671F;&#x7684;&#x5188;&#x5D0E;&#x7247;&#x6BB5;&#x5408;&#x6210;&#x6536;&#x7F29;&#x3002;&#x5728;&#x8FD9;&#x91CC;&#x6211;&#x4EEC;&#x4F7F;&#x7528;&#x5355;&#x5206;&#x5B50;&#x6280;&#x672F;&#x53EF;&#x89C6;&#x5316;&#x3001; &#x5B9E;&#x65F6;&#x3001; &#x5F62;&#x6210;&#x548C;&#x91CA;&#x653E;&#x7684;&#x4E2A;&#x522B; replisomes &#x566C;&#x83CC;&#x4F53; T7 &#x652F;&#x6301;&#x534F;&#x8C03;&#x7684; DNA &#x590D;&#x5236;&#x7684;&#x590D;&#x5236;&#x5FAA;&#x73AF;&#x3002;&#x5FAA;&#x73AF;&#x5927;&#x5C0F;&#x548C;&#x6EDE;&#x540E;&#x7684;&#x5206;&#x5E03;&#x5206;&#x6790;&#x500D;&#x4E4B;&#x95F4;&#x5FAA;&#x73AF;&#x6D41;&#x9732;&#x7684;&#x5E95;&#x6F06;&#x5408;&#x6210;&#x8BE5;&#x542F;&#x52A8;&#x548C;&#x5B8C;&#x6210;&#x6BCF;&#x4E2A;&#x5188;&#x5D0E;&#x7247;&#x6BB5;&#x4F5C;&#x4E3A;&#x5FAA;&#x73AF;&#x91CA;&#x653E;&#x4E00;&#x4E2A;&#x89E6;&#x53D1;&#x5668;&#x3002;&#x4E24;&#x4E2A;&#x89E6;&#x53D1;&#x5668;&#x7684;&#x5B58;&#x5728;&#x53EF;&#x80FD;&#x4EE3;&#x8868;&#x6BCF;&#x4E2A;&#x5188;&#x5D0E;&#x7247;&#x6BB5;&#x7684;&#x5408;&#x6210;&#x540E;&#x786E;&#x4FDD;&#x53CA;&#x65F6;&#x91CD;&#x7F6E; replisome &#x7684;&#x6545;&#x969C;&#x4FDD;&#x62A4;&#x673A;&#x5236;&#x3002;

DNA &#x590D;&#x5236;&#x5FAA;&#x73AF;&#x52A8;&#x529B;&#x5B66;&#x63ED;&#x793A;&#x65F6;&#x7A7A;&#x63A7;&#x5236;&#x6EDE;&#x540E;&#x7EDE;&#x5408;&#x6210;&#x3002;

In all organisms, the protein machinery responsible for the replication of DNA, the replisome, is faced with a directionality problem. The antiparallel nature of duplex DNA permits the leading-strand polymerase to advance in a continuous fashion, but forces the lagging-strand polymerase to synthesize in the opposite direction. By extending RNA primers, the lagging-strand polymerase restarts at short intervals and produces Okazaki fragments. At least in prokaryotic systems, this directionality problem is solved by the formation of a loop in the lagging strand of the replication fork to reorient the lagging-strand DNA polymerase so that it advances in parallel with the leading-strand polymerase. The replication loop grows and shrinks during each cycle of Okazaki fragment synthesis. Here we use single-molecule techniques to visualize, in real time, the formation and release of replication loops by individual replisomes of bacteriophage T7 supporting coordinated DNA replication. Analysis of the distributions of loop sizes and lag times between loops reveals that initiation of primer synthesis and the completion of an Okazaki fragment each serve as a trigger for loop release. The presence of two triggers may represent a fail-safe mechanism ensuring the timely reset of the replisome after the synthesis of every Okazaki fragment.

Dynamics of DNA replication loops reveal temporal control of lagging-strand synthesis.

Dans tous les organismes, la machinerie prot&#xE9;ique responsable de la r&#xE9;plication de l&#x26;#39;ADN, l&#x26;#39;r&#xE9;plisome, est confront&#xE9; &#xE0; un probl&#xE8;me de directionnalit&#xE9;. La nature anti-parall&#xE8;le d&#x26;#39;ADN duplex permet la polym&#xE9;rase premier brin pour faire avancer de fa&#xE7;on continue, mais force le retard polym&#xE9;rase pour synth&#xE9;tiser un brin dans la direction oppos&#xE9;e. Par amorces d&#x26;#39;ARN s&#x26;#39;&#xE9;tendant, le red&#xE9;marrage de la polym&#xE9;rase en retard brin &#xE0; de courts intervalles et produit des fragments d&#x26;#39;Okazaki. Au moins dans des procaryotes, ce probl&#xE8;me directionnalit&#xE9; est r&#xE9;solu par la formation d&#x26;#39;une boucle dans le brin retard&#xE9; de la fourche de r&#xE9;plication pour r&#xE9;orienter la gaine brin ADN-polym&#xE9;rase de sorte qu&#x26;#39;il avance en parall&#xE8;le avec la polym&#xE9;rase premier brin. La boucle de r&#xE9;plication augmente et diminue au cours de chaque cycle de synth&#xE8;se fragment d&#x26;#39;Okazaki. Ici, nous utilisons une seule mol&#xE9;cule techniques de visualiser, en temps r&#xE9;el, la formation et le rejet de boucles de r&#xE9;plication par replisomes individuels de bact&#xE9;riophage T7 appui r&#xE9;plication de l&#x26;#39;ADN coordonn&#xE9;e. L&#x26;#39;analyse des distributions de tailles de boucles et temps de latence entre les boucles r&#xE9;v&#xE8;le que l&#x26;#39;initiation de la synth&#xE8;se de l&#x26;#39;amorce et l&#x26;#39;ach&#xE8;vement d&#x26;#39;un fragment d&#x26;#39;Okazaki chaque servir d&#x26;#39;&#xE9;l&#xE9;ment d&#xE9;clencheur pour la lib&#xE9;ration de la boucle. La pr&#xE9;sence de deux &#xE9;l&#xE9;ments d&#xE9;clencheurs peuvent repr&#xE9;senter un m&#xE9;canisme fail-safe assurer la remise &#xE0; z&#xE9;ro en temps opportun de l&#x26;#39;r&#xE9;plisome apr&#xE8;s la synth&#xE8;se de chaque fragment d&#x26;#39;Okazaki.

Dynamique de la r&#xE9;plication de l&#x26;#39;ADN Loops Reveal contr&#xF4;le temporel de retard de brin de synth&#xE8;se

In allen Organismen ist die Protein-Maschinen f&uuml;r die Replikation der DNA, die Replisom mit Direktionalit&auml;t Problem konfrontiert. Die antiparallel Art Duplex DNA erlaubt die f&uuml;hrende-Strang-Polymerase in kontinuierlicher Weise voraus, sondern zwingt die Verz&ouml;gerungsstrang Polymerase in die entgegengesetzte Richtung zu synthetisieren. Durch die Ausweitung von RNA-Primer, die Verz&ouml;gerungsstrang Polymerase startet in kurzen Intervallen und produziert Okazaki-Fragmente. In prokaryotischen Systemen, ist zumindest dieses Direktionalit&auml;t-Problem gel&ouml;st, indem die Bildung einer Schleife in der Verz&ouml;gerungsstrang von der Wiederholunggabel, die Verz&ouml;gerungsstrang DNA-Polymerase neu auszurichten, so dass sie parallel zu den f&uuml;hrenden-Strang-Polymerase f&ouml;rdert. Die Replikation-Schleife w&auml;chst und schrumpft w&auml;hrend jedes Zyklus der Okazaki-Fragment-Synthese. Hier verwenden wir Einzelmolek&uuml;l-Techniken zu veranschaulichen, in Echtzeit, die Bildung und Freisetzung von Replikation Schleifen von einzelnen Replisomes der Bakteriophage T7 Unterst&uuml;tzung koordinierter DNA-Replikation. Analyse der Distributionen Schleife Gr&ouml;&szlig;en und Verz&ouml;gerung Mal zwischen Schleifen zeigt dieser Initiation der Grundierung-Synthese und die Vollendung eines Okazaki Fragments dienen als Ausl&ouml;ser f&uuml;r Schleife Release. Das Vorhandensein von zwei Trigger kann eine Ausfallsicherung, die Sicherstellung der rechtzeitigen Reset von der Replisom nach der Synthese von jedes Okazaki-Fragment darstellen.

Dynamik der DNA-Replikation Schleifen zeigen zeitliche Steuerung der Verz&ouml;gerungsstrang Synthese.

In tutti gli organismi, i macchinari della proteina responsabili per la replicazione del DNA, replisome, si trova ad affrontare un problema di direzionalit&agrave;. La natura antiparallelo di duplex DNA permette la polimerasi leader-filo di avanzare in modo continuo, ma le forze della polimerasi di in ritardo-filo di sintetizzare nella direzione opposta. Estendendo il primer di RNA, la polimerasi in ritardo-strand si riavvia a brevi intervalli e produce frammenti di Okazaki. Almeno nei sistemi procarioti, questo problema di direzionalit&agrave; &egrave; risolto dalla formazione di un loop nel filone della forcella replica a riorientare l&#39;in ritardo-strand DNA polimerasi che avanza in parallelo con la polimerasi-leader-filo in ritardo. Il ciclo di replicazione cresce e si restringe durante ogni ciclo di sintesi di frammenti di Okazaki. Qui usiamo tecniche di singola molecola di visualizzare, in tempo reale, la formazione e il rilascio di replica loop da singoli replisomes di replica del batteriofago T7 sostegno coordinato del DNA. Analisi delle distribuzioni di lag e loop dimensioni volte tra loop rivela che iniziazione della sintesi dell&#39;iniettore e il completamento di un frammento di Okazaki ogni servire come trigger per il rilascio del ciclo. La presenza di due trigger pu&ograve; rappresentare un meccanismo di fail-safe assicurando il tempestivo ripristino del replisome dopo la sintesi di ogni frammento di Okazaki.

Dinamica dei cicli di replicazione del DNA rivela controllo temporale della sintesi del filamento in ritardo.

&#x5168;&#x3066;&#x306E;&#x751F;&#x7269;&#x306B;&#x304A;&#x3044;&#x3066;&#x3001;DNA&#x3001;replisome&#x306E;&#x8907;&#x88FD;&#x306B;&#x95A2;&#x4E0E;&#x3059;&#x308B;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x306E;&#x6A5F;&#x68B0;&#x304C;&#x3001;&#x65B9;&#x5411;&#x6027;&#x306E;&#x554F;&#x984C;&#x306B;&#x76F4;&#x9762;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3002;&#x4E8C;&#x672C;&#x9396;DNA&#x306E;&#x5E73;&#x884C;&#x6027;&#x8CEA;&#x304C;&#x9023;&#x7D9A;&#x7684;&#x306B;&#x9032;&#x3081;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x4E3B;&#x8981;&#x306A;&#x9396;&#x30DD;&#x30EA;&#x30E1;&#x30E9;&#x30FC;&#x30BC;&#x3092;&#x8A31;&#x53EF;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x304C;&#x3001;&#x30E9;&#x30AE;&#x30F3;&#x30B0;&#x9396;&#x30DD;&#x30EA;&#x30E1;&#x30E9;&#x30FC;&#x30BC;&#x306F;&#x9006;&#x306E;&#x65B9;&#x5411;&#x306B;&#x5408;&#x6210;&#x3059;&#x308B;&#x3088;&#x3046;&#x306B;&#x5F37;&#x5236;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x77ED;&#x3044;&#x9593;&#x9694;&#x3067;RNA&#x30D7;&#x30E9;&#x30A4;&#x30DE;&#x30FC;&#x3001;&#x30E9;&#x30AE;&#x30F3;&#x30B0;&#x9396;&#x30DD;&#x30EA;&#x30E1;&#x30E9;&#x30FC;&#x30BC;&#x306E;&#x518D;&#x8D77;&#x52D5;&#x3092;&#x62E1;&#x5F35;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x3001;&#x5CA1;&#x5D0E;&#x30D5;&#x30E9;&#x30B0;&#x30E1;&#x30F3;&#x30C8;&#x3092;&#x751F;&#x6210;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x539F;&#x6838;&#x751F;&#x7269;&#x306E;&#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x5C11;&#x306A;&#x304F;&#x3068;&#x3082;&#x3001;&#x3053;&#x306E;&#x65B9;&#x5411;&#x6027;&#x306E;&#x554F;&#x984C;&#x306F;&#x3001;&#x30E9;&#x30AE;&#x30F3;&#x30B0;&#x9396;DNA&#x30DD;&#x30EA;&#x30E1;&#x30E9;&#x30FC;&#x30BC;&#x3092;&#x518D;&#x65B9;&#x5411;&#x4ED8;&#x3051;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x8907;&#x88FD;&#x30D5;&#x30A9;&#x30FC;&#x30AF;&#x306E;&#x30E9;&#x30AE;&#x30F3;&#x30B0;&#x9396;&#x3067;&#x30EB;&#x30FC;&#x30D7;&#x3092;&#x5F62;&#x6210;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x89E3;&#x6C7A;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x306E;&#x3067;&#x3001;&#x30EA;&#x30FC;&#x30C7;&#x30A3;&#x30F3;&#x30B0;&#x9396;&#x30DD;&#x30EA;&#x30E1;&#x30E9;&#x30FC;&#x30BC;&#x3068;&#x4E26;&#x884C;&#x3057;&#x3066;&#x9032;&#x307F;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x8907;&#x88FD;&#x30EB;&#x30FC;&#x30D7;&#x306F;&#x3001;&#x5CA1;&#x5D0E;&#x30D5;&#x30E9;&#x30B0;&#x30E1;&#x30F3;&#x30C8;&#x5408;&#x6210;&#x306E;&#x5404;&#x30B5;&#x30A4;&#x30AF;&#x30EB;&#x306E;&#x9593;&#x306B;&#x6210;&#x9577;&#x3057;&#x3001;&#x7E2E;&#x5C0F;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x3053;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x30EA;&#x30A2;&#x30EB;&#x30BF;&#x30A4;&#x30E0;&#x3067;&#x8ABF;&#x6574;&#x3055;&#x308C;&#x305F;DNA&#x306E;&#x8907;&#x88FD;&#x3092;&#x30B5;&#x30DD;&#x30FC;&#x30C8;&#x3059;&#x308B;&#x30D0;&#x30AF;&#x30C6;&#x30EA;&#x30AA;&#x30D5;&#x30A1;&#x30FC;&#x30B8;T7&#x306E;&#x500B;&#x3005;&#x306E;replisomes&#x3053;&#x3068;&#x306B;&#x3088;&#x308A;&#x3001;&#x30EC;&#x30D7;&#x30EA;&#x30B1;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#xB7;&#x30EB;&#x30FC;&#x30D7;&#x306E;&#x5F62;&#x6210;&#x3068;&#x653E;&#x51FA;&#x3092;&#x53EF;&#x8996;&#x5316;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x5358;&#x4E00;&#x5206;&#x5B50;&#x6280;&#x8853;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x30EB;&#x30FC;&#x30D7;&#x9593;&#x306E;&#x30EB;&#x30FC;&#x30D7;&#x30B5;&#x30A4;&#x30BA;&#x3068;&#x9045;&#x308C;&#x6642;&#x9593;&#x306E;&#x5206;&#x5E03;&#x306E;&#x5206;&#x6790;&#x306F;&#x3001;&#x30D7;&#x30E9;&#x30A4;&#x30DE;&#x30FC;&#x5408;&#x6210;&#x306E;&#x305D;&#x306E;&#x958B;&#x59CB;&#x3057;&#x3001;&#x5404;&#x30EB;&#x30FC;&#x30D7;&#x306E;&#x30EA;&#x30EA;&#x30FC;&#x30B9;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x30C8;&#x30EA;&#x30AC;&#x30FC;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x5CA1;&#x5D0E;&#x30D5;&#x30E9;&#x30B0;&#x30E1;&#x30F3;&#x30C8;&#x304C;&#x5B8C;&#x4E86;&#x3057;&#x305F;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x660E;&#x3089;&#x304B;&#x306B;&#x3059;&#x308B;&#x3002;&#x3064;&#x306E;&#x30C8;&#x30EA;&#x30AC;&#x306E;&#x5B58;&#x5728;&#x306F;&#x3001;&#x3059;&#x3079;&#x3066;&#x306E;&#x5CA1;&#x5D0E;&#x30D5;&#x30E9;&#x30B0;&#x30E1;&#x30F3;&#x30C8;&#x306E;&#x5408;&#x6210;&#x5F8C;replisome&#x306E;&#x30BF;&#x30A4;&#x30E0;&#x30EA;&#x30FC;&#x306A;&#x30EA;&#x30BB;&#x30C3;&#x30C8;&#x3092;&#x4FDD;&#x8A3C;&#x3059;&#x308B;&#x30D5;&#x30A7;&#x30FC;&#x30EB;&#x30BB;&#x30FC;&#x30D5;&#x6A5F;&#x69CB;&#x3092;&#x8868;&#x3059;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x308B;&#x3002;

DNA&#x8907;&#x88FD;&#x30EB;&#x30FC;&#x30D7;&#x306E;&#x30C0;&#x30A4;&#x30CA;&#x30DF;&#x30AF;&#x30B9;&#x306F;&#x9045;&#x884C;&#x9396;&#x5408;&#x6210;&#x306E;&#x6642;&#x9593;&#x7684;&#x5236;&#x5FA1;&#x3092;&#x660E;&#x3089;&#x304B;&#x306B;

&#xBAA8;&#xB4E0; &#xC720;&#xAE30; &#xCCB4;&#xC5D0; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8; &#xAE30;&#xACC4; replisome, DNA&#xC758; &#xBCF5;&#xC81C;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xCC45;&#xC784; &#xBC29;&#xD5A5; &#xBB38;&#xC81C;&#xC5D0; &#xC9C1;&#xBA74;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774;&#xC911;&#xC758; antiparallel &#xC790;&#xC5F0; DNA &#xC5F0;&#xC18D; &#xD328;&#xC158;&#xC5D0;&#xC11C;&#xC744; &#xC120;&#xB3C4; &#xAC00;&#xB2E5; &#xD6A8;&#xC18C;&#xB97C; &#xD5C8;&#xC6A9; &#xD558;&#xC9C0;&#xB9CC; &#xAC15;&#xC81C;&#xB85C; &#xBC18;&#xB300; &#xBC29;&#xD5A5;&#xC73C;&#xB85C; &#xD569;&#xC131; &#xB4A4;&#xC9C0;&#xB294; &#xAC00;&#xB2E5; &#xD6A8;&#xC18C;. RNA &#xB1CC;&#xAD00;&#xC744; &#xD655;&#xC7A5; &#xD558; &#xC5EC; &#xB4A4;&#xC9C0;&#xB294; &#xAC00;&#xB2E5; &#xD6A8;&#xC18C; &#xC9E7;&#xC740; &#xAC04;&#xACA9;&#xC73C;&#xB85C; &#xB2E4;&#xC2DC; &#xC2DC;&#xC791; &#xB418; &#xACE0; &#xC624;&#xCE74;&#xC790;&#xD0A4; &#xC870;&#xAC01; &#xC0DD;&#xC0B0;. &#xC801;&#xC5B4;&#xB3C4; prokaryotic &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C;&#xC5D0;&#xC11C; &#xB4A4;&#xC9C0;&#xB294; &#xAC00;&#xB2E5; DNA &#xC911; &#xD569; &#xD6A8;&#xC18C; &#xBC29;&#xD5A5;&#xC744; &#xC804;&#xD658; &#xD558; &#xC5EC; &#xC120;&#xB3C4; &#xAC00;&#xB2E5; &#xD6A8;&#xC18C; &#xBCD1;&#xD589;&#xC5D0;&#xC11C; &#xBC1C;&#xC804; &#xB418;&#xB3C4;&#xB85D; &#xBCF5;&#xC81C; &#xD3EC;&#xD06C; &#xB4A4;&#xC9C0;&#xB294; &#xAC00;&#xB2E5;&#xC5D0; &#xB8E8;&#xD504;&#xC758; &#xD615;&#xC131;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574;&#xC774; &#xBC29;&#xD5A5; &#xBB38;&#xC81C;&#xB294; &#xD574;&#xACB0; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xBCF5;&#xC81C; &#xB8E8;&#xD504; &#xC131;&#xC7A5;&#xACFC; &#xC624;&#xCE74;&#xC790;&#xD0A4; &#xC870;&#xAC01; &#xD569;&#xC131;&#xC758; &#xAC01; &#xC8FC;&#xAE30; &#xB3D9;&#xC548; &#xCD95;&#xC18C;. &#xC5EC;&#xAE30; &#xB2E8;&#xC77C; &#xBD84;&#xC790; &#xAE30;&#xC220;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xC2DC;&#xAC01;&#xD654; &#xD558; &#xACE0;, &#xC2E4;&#xC2DC;&#xAC04;&#xC73C;&#xB85C;, &#xD615;&#xC131; &#xBC0F; &#xAC1C;&#xBCC4; replisomes &#xBC15;&#xD14C;&#xB9AC;&#xC624;&#xD30C;&#xC9C0; t 7&#xC740; &#xC870;&#xC728; &#xB41C; DNA&#xB97C; &#xC9C0; &#xC6D0;&#xD558;&#xB294; &#xBCF5;&#xC81C; &#xD558; &#xC5EC; &#xBCF5;&#xC81C; &#xB8E8;&#xD504;&#xC758; &#xB9B4;&#xB9AC;&#xC2A4;. &#xB8E8;&#xD504; &#xD06C;&#xAE30;&#xC640; &#xC9C0;&#xC5F0;&#xC758; &#xBC30;&#xD3EC;&#xD310;&#xC758; &#xBD84;&#xC11D; &#xC2DC;&#xAC04;&#xC744; &#xB8E8;&#xD504; &#xBC1D;&#xD600; &#xC0AC;&#xC774; &#xB1CC;&#xAD00; &#xC885;&#xD569;&#xC758; &#xADF8; &#xAC1C;&#xC2DC;&#xC640; &#xB8E8;&#xD504; &#xB9B4;&#xB9AC;&#xC2A4;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xD2B8;&#xB9AC;&#xAC70;&#xB294; &#xC624;&#xCE74;&#xC790;&#xD0A4; &#xC870;&#xAC01; &#xC644;&#xB8CC; &#xB420;. &#xB450; &#xAC1C;&#xC758; &#xD2B8;&#xB9AC;&#xAC70; &#xC874;&#xC7AC; &#xBAA8;&#xB4E0; &#xC624;&#xCE74;&#xC790;&#xD0A4; &#xC870;&#xAC01;&#xC758; &#xD569;&#xC131; &#xD6C4;&#xB294; replisome&#xC758; &#xC801;&#xC2DC; &#xB9AC;&#xC14B; &#xBCF4;&#xC7A5; &#xC548;&#xC804; &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998;&#xC744; &#xB098;&#xD0C0;&#xB0BC; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;.

DNA &#xBCF5;&#xC81C; &#xB8E8;&#xD504;&#xC758; &#xC5ED;&#xD559;&#xC744; &#xB4A4;&#xC9C0;&#xB294; &#xAC00;&#xB2E5; &#xD569;&#xC131;&#xC758; &#xC77C;&#xC2DC;&#xC801;&#xC778; &#xC81C;&#xC5B4; &#xACF5;&#xAC1C;.

En todos los organismos, la maquinaria de la prote&#xED;na responsable de la replicaci&#xF3;n del ADN, la replisoma, se enfrenta a un problema direccionalidad. La naturaleza antiparalela de ADN d&#xFA;plex permite la polimerasa l&#xED;der hebra para avanzar de forma continua, sino que obliga a la polimerasa en retraso-hebra para sintetizar en la direcci&#xF3;n opuesta. Mediante la extensi&#xF3;n de los cebadores de ARN, se reinicia la polimerasa cadena retrasada a intervalos cortos y produce fragmentos de Okazaki. Al menos en sistemas procari&#xF3;ticos, este problema se resuelve mediante la direccionalidad de la formaci&#xF3;n de un bucle en la cadena retrasada del tenedor de replicaci&#xF3;n para reorientar el retraso-hebra de ADN polimerasa de modo que los avances en paralelo con la polimerasa l&#xED;der-hebra. El bucle de replicaci&#xF3;n crece y se contrae durante cada ciclo de s&#xED;ntesis fragmento de Okazaki. Aqu&#xED; se utiliza una sola mol&#xE9;cula de t&#xE9;cnicas para visualizar, en tiempo real, la formaci&#xF3;n y liberaci&#xF3;n de los bucles de replicaci&#xF3;n replisomes individuales de bacteri&#xF3;fago T7 apoyo coordinado de la replicaci&#xF3;n del ADN. El an&#xE1;lisis de las distribuciones de los tama&#xF1;os de bucle y los tiempos de retardo entre las curvas revela que la iniciaci&#xF3;n de la s&#xED;ntesis de imprimaci&#xF3;n y la realizaci&#xF3;n de un fragmento de Okazaki cada uno sirve como un disparador para la liberaci&#xF3;n del bucle. La presencia de dos factores desencadenantes puede representar un mecanismo de seguridad garantizando la reposici&#xF3;n oportuna de la replisoma despu&#xE9;s de la s&#xED;ntesis de cada fragmento de Okazaki.

Din&#xE1;mica de los bucles de replicaci&#xF3;n de ADN revelan un control temporal de la s&#xED;ntesis de hebra retrasada

&#x6211;&#x4EEC;&#x73B0;&#x65F6;&#x7B80;&#x5355;&#x7684;&#x53EF;&#x89C6;&#x5316;&#x5B9E;&#x65F6;&#x7684;&#x5355;&#x4E2A; DNA &#x5206;&#x5B50;&#x7684;&#x590D;&#x5236;&#x6280;&#x672F;&#x3002;&#x901A;&#x8FC7;&#x5C06;&#x6EDA;&#x5706;&#x5E95;&#x9644;&#x52A0;&#x5230;&#x4E00;&#x4E2A;&#x63D0;&#x5C14;&#x592B;&#x663E;&#x5FAE;&#x955C;&#x88C5;&#x5165;&#x6D41;&#x5206;&#x5EAD;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x662F;&#x80FD;&#x591F;&#x76D1;&#x6D4B;&#x7684;&#x5355; DNA &#x5408;&#x6210;&#x4E8B;&#x4EF6;&#x8FDB;&#x5C55;&#x548C;&#x4ED6;&#x4EEC;&#x590D;&#x5236; DNA &#x51C6;&#x786E;&#x5730;&#x8861;&#x91CF;&#x5229;&#x7387;&#x548C;&#x5355;&#x4E00;&#x7684; T7 &#x548C;&#x5927;&#x80A0;&#x57C3;&#x5E0C;&#x6C0F;&#x5927;&#x80A0;&#x6746;&#x83CC; replisomes processivities&#x3002;&#x6B64;&#x65B9;&#x6CD5;&#x5141;&#x8BB8;&#x4E3A;&#x5FEB;&#x901F;&#x548C;&#x7CBE;&#x786E;&#x8868;&#x5F81;&#x7684;&#x52A8;&#x529B;&#x5B66;&#x7814;&#x7A76; DNA &#x5408;&#x6210;&#x548C;&#x590D;&#x5236;&#x6291;&#x5236;&#x5242;&#x7684;&#x5F71;&#x54CD;&#x3002;

&#x5B9E;&#x65F6;&#x7684;&#x6EDA;&#x5706; DNA &#x590D;&#x5236;&#x7684;&#x5355;&#x5206;&#x5B50;&#x89C2;&#x5BDF;&#x3002;

We present a simple technique for visualizing replication of individual DNA molecules in real time. By attaching a rolling-circle substrate to a TIRF microscope-mounted flow chamber, we are able to monitor the progression of single-DNA synthesis events and accurately measure rates and processivities of single T7 and Escherichia coli replisomes as they replicate DNA. This method allows for rapid and precise characterization of the kinetics of DNA synthesis and the effects of replication inhibitors.

Real-time single-molecule observation of rolling-circle DNA replication.

Nous pr&#xE9;sentons une technique simple pour visualiser la r&#xE9;plication des mol&#xE9;cules individuelles d&#x26;#39;ADN en temps r&#xE9;el. En attachant un substrat de cercle roulant &#xE0; une chambre de flux FRBR microscope mont&#xE9;, nous sommes en mesure de surveiller la progression des &#xE9;v&#xE9;nements de synth&#xE8;se unique d&#x26;#39;ADN et de mesurer avec pr&#xE9;cision les taux et processivities de simple T7 et replisomes Escherichia coli car ils r&#xE9;pliquent l&#x26;#39;ADN. Cette m&#xE9;thode permet la caract&#xE9;risation rapide et pr&#xE9;cise de la cin&#xE9;tique de synth&#xE8;se de l&#x26;#39;ADN et les effets des inhibiteurs de la r&#xE9;plication.

En temps r&#xE9;el unique mol&#xE9;cule d&#x26;#39;observation de la r&#xE9;plication de l&#x26;#39;ADN de cercle roulant

Wir pr&auml;sentieren eine einfache Technik f&uuml;r Replikation einzelner DNA-Molek&uuml;le in Echtzeit zu visualisieren. Durch Anf&uuml;gen eines Rollen-Kreis-Substrat zu einer TIRF Mikroskop montierte Str&ouml;mung Kammer, k&ouml;nnen wir das Fortschreiten der Einzel-DNA-Synthese-Ereignisse zu &uuml;berwachen und genau messen Preise und Processivities der einzelnen T7 und Escherichia-coli-Replisomes, wie sie DNA repliziert werden. Diese Methode erm&ouml;glicht schnelle und pr&auml;zise Charakterisierung der Kinetik der DNA-Synthese und die Auswirkungen der Replikation-Inhibitoren.

Echtzeit Einzelmolek&uuml;l-Beobachtung der Rollen-Kreis-DNA-Replikation.

Vi presentiamo una tecnica semplice per la visualizzazione di replica di singole molecole di DNA in tempo reale. Allegando un substrato rolling-cerchio ad una camera di flusso microscopio montato TIRF, siamo in grado di monitorare la progressione degli eventi di sintesi del DNA singolo e misurare con precisione le tariffe e processivities del singolo T7 ed Escherichia coli replisomes come replicare il DNA. Questo metodo consente rapida e precisa caratterizzazione della cinetica della sintesi del DNA e gli effetti degli inibitori della replica.

Osservazione in tempo reale di singola molecola della replica del DNA rolling-circle.

&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x30EA;&#x30A2;&#x30EB;&#x30BF;&#x30A4;&#x30E0;&#x3067;&#x500B;&#x3005;&#x306E;DNA&#x5206;&#x5B50;&#x306E;&#x8907;&#x88FD;&#x3092;&#x53EF;&#x8996;&#x5316;&#x3059;&#x308B;&#x5358;&#x7D14;&#x306A;&#x624B;&#x6CD5;&#x3092;&#x63D0;&#x793A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002; TIRF&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;&#x30DE;&#x30A6;&#x30F3;&#x30C8;&#x30D5;&#x30ED;&#x30FC;&#x30C1;&#x30E3;&#x30F3;&#x30D0;&#x30FC;&#x306B;&#x30ED;&#x30FC;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x30B5;&#x30FC;&#x30AF;&#x30EB;&#x57FA;&#x677F;&#x3092;&#x53D6;&#x308A;&#x4ED8;&#x3051;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x306B;&#x3088;&#x308A;&#x3001;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x3001;&#x5358;&#x4E00;&#x306E;DNA&#x5408;&#x6210;&#x30A4;&#x30D9;&#x30F3;&#x30C8;&#x306E;&#x9032;&#x884C;&#x3092;&#x76E3;&#x8996;&#x3057;&#x3001;&#x305D;&#x308C;&#x3089;&#x304C;DNA&#x3092;&#x8907;&#x88FD;&#x3059;&#x308B;&#x3088;&#x3046;&#x306B;&#x6B63;&#x78BA;&#x306B;&#x3001;&#x5358;&#x4E00;&#x306E;T7&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x5927;&#x8178;&#x83CC;&#x306E;replisomes&#x7387;&#x3068;processivities&#x3092;&#x6E2C;&#x5B9A;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x30E1;&#x30BD;&#x30C3;&#x30C9;&#x306F;&#x3001;DNA&#x5408;&#x6210;&#x306E;&#x52D5;&#x529B;&#x5B66;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x8907;&#x88FD;&#x963B;&#x5BB3;&#x5264;&#x306E;&#x52B9;&#x679C;&#x306E;&#x8FC5;&#x901F;&#x304B;&#x3064;&#x6B63;&#x78BA;&#x306A;&#x7279;&#x6027;&#x8A55;&#x4FA1;&#x304C;&#x53EF;&#x80FD;&#x306B;&#x306A;&#x308A;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x30ED;&#x30FC;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x30B5;&#x30FC;&#x30AF;&#x30EB;&#x306E;DNA&#x8907;&#x88FD;&#x306E;&#x30EA;&#x30A2;&#x30EB;&#x30BF;&#x30A4;&#x30E0;&#x5358;&#x4E00;&#x5206;&#x5B50;&#x89B3;&#x5BDF;

&#xC2E4;&#xC2DC;&#xAC04;&#xC73C;&#xB85C; &#xAC1C;&#xBCC4; DNA &#xBD84;&#xC790;&#xC758; &#xBCF5;&#xC81C;&#xB97C; &#xC2DC;&#xAC01;&#xD654;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xAC04;&#xB2E8;&#xD55C; &#xAE30;&#xC220;&#xC744; &#xC18C;&#xAC1C; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xB864;&#xB9C1; &#xC6D0; &#xAE30;&#xD310; TIRF &#xD604;&#xBBF8;&#xACBD; &#xC2E4;&#xC7A5; &#xD750;&#xB984; &#xCC54;&#xBC84;&#xC5D0; &#xC5F0;&#xACB0; &#xD558; &#xC5EC; &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xB2E8;&#xC77C; DNA &#xD569;&#xC131; &#xC774;&#xBCA4;&#xD2B8;&#xC758; &#xC9C4;&#xD589;&#xC744; &#xBAA8;&#xB2C8;&#xD130;&#xB9C1; &#xD558; &#xACE0; &#xC815;&#xD655; &#xD558; &#xAC8C; &#xCE21;&#xC815; &#xC18D;&#xB3C4; &#xB2E8;&#xC77C; t 7&#xACFC; Escherichia&#xC758; &#xB300;&#xC7A5;&#xADE0; replisomes&#xC758; processivities&#xB85C; DNA&#xB97C; &#xBCF5;&#xC81C; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774; &#xBA54;&#xC11C;&#xB4DC;&#xB294; DNA &#xD569;&#xC131;&#xC758; &#xC18D;&#xB3C4; &#xB860; &#xBC0F; &#xBCF5;&#xC81C; &#xC5B5;&#xC81C;&#xC81C;&#xC758; &#xD6A8;&#xACFC;&#xC758; &#xC2E0;&#xC18D; &#xD558; &#xACE0; &#xC815;&#xD655;&#xD55C; &#xD2B9;&#xC131;&#xD654;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xC555; &#xC5F0; &#xC6D0;&#xD615; DNA &#xBCF5;&#xC81C;&#xC758; &#xC2E4;&#xC2DC;&#xAC04; &#xB2E8;&#xC77C; &#xBD84;&#xC790; &#xAD00;&#xCC30;.

Se presenta una t&#xE9;cnica sencilla para la visualizaci&#xF3;n de la replicaci&#xF3;n de mol&#xE9;culas de ADN individuales en tiempo real. Al colocar un sustrato de c&#xED;rculo rodante con una c&#xE1;mara de flujo TIRF microscopio montado, somos capaces de controlar la progresi&#xF3;n de los eventos de s&#xED;ntesis de ADN de una sola y medir con precisi&#xF3;n los precios y de un solo processivities T7 y replisomes Escherichia coli, ya que replicar el ADN. Este m&#xE9;todo permite la caracterizaci&#xF3;n r&#xE1;pida y precisa de la cin&#xE9;tica de la s&#xED;ntesis de ADN y los efectos de los inhibidores de la replicaci&#xF3;n.

En tiempo real de una sola mol&#xE9;cula de Observaci&#xF3;n de la replicaci&#xF3;n del ADN c&#xED;rculo rodante

&#x589E;&#x6B96;&#x7EC6;&#x80DE;&#x6838;&#x6297;&#x539F; (PCNA) &#x91CD;&#x8981;&#x4F5C;&#x7528;&#x771F;&#x6838;&#x57FA;&#x56E0;&#x7EC4;&#x7EF4;&#x62A4;&#x7684;&#x62D3;&#x6251;&#x7ED1;&#x5B9A; DNA &#x548C;&#x62DB;&#x8058;&#x590D;&#x5236;&#x548C;&#x4FEE;&#x590D;&#x86CB;&#x767D;&#x8D28;&#x3002;&#x73AF;&#x578B;&#x86CB;&#x767D;&#x8D28;&#x5F62;&#x6210;&#x53CC;&#x94FE; DNA &#x7684;&#x5C01;&#x95ED;&#x7684;&#x5708;&#xFF0C;&#x548C;&#x80FD;&#x591F;&#x6CBF;&#x7740;&#x4E2D;&#x968F;&#x673A;&#x6E38;&#x8D70;&#x7684; DNA&#x3002;&#x8FD9;&#x4E00;&#x6269;&#x6563;&#x8FC7;&#x7A0B;&#x7684;&#x5206;&#x5B50;&#x6027;&#x8D28;&#x4E86;&#x89E3;&#x751A;&#x5C11;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x4F7F;&#x7528;&#x5355;&#x5206;&#x5B50;&#x6210;&#x50CF;&#x53EF;&#x89C6;&#x5316;&#x7684;&#x4E2A;&#x4EBA;&#x3001; &#x9057;&#x4F20;&#x7269;&#x8D28;&#x6807;&#x8BB0;&#x6CBF;&#x62C9;&#x4F38; DNA &#x589E;&#x6B96;&#x7EC6;&#x80DE;&#x6838;&#x6297;&#x539F;&#x5206;&#x5B50;&#x7684;&#x8FD0;&#x52A8;&#x3002;&#x6269;&#x6563;&#x578B;&#x5C5E;&#x6027;&#x4F5C;&#x4E3A;&#x51FD;&#x6570;&#x7684;&#x7C98;&#x5EA6;&#x548C;&#x86CB;&#x767D;&#x5927;&#x5C0F;&#x7684;&#x6D4B;&#x91CF;&#x6570;&#x636E;&#x8868;&#x660E; PCNA &#x6CBF;&#x7740; DNA &#x4F7F;&#x7528;&#x4E24;&#x79CD;&#x4E0D;&#x540C;&#x7684;&#x6ED1;&#x52A8;&#x6A21;&#x5F0F;&#x3002;&#x5927;&#x591A;&#x6570;&#x60C5;&#x51B5;&#x4E0B;&#xFF0C;&#x5939;&#x79FB;&#x52A8;&#x65F6;&#x65CB;&#x8F6C;&#x8DDF;&#x8E2A;&#x7684; DNA &#x53CC;&#x87BA;&#x65CB;&#x7684;&#x87BA;&#x8DDD;&#x3002;&#x5728;&#x8BA2;&#x9605;&#x670D;&#x52A1;&#x5668;&#x4E0A;&#x7684;&#x8F83;&#x5C11;&#x4F7F;&#x7528;&#x7B2C;&#x4E8C;&#x4E2A;&#x6A21;&#x5F0F;&#x4E2D;&#x6269;&#x6563;&#xFF0C;&#x86CB;&#x767D;&#x7684;&#x8FD0;&#x52A8;&#x662F;&#x4ECE;&#x87BA;&#x65CB;&#x7684;&#x87BA;&#x8DDD;&#xFF0C;&#x89E3;&#x8026;&#x548C;&#x5939;&#x6F2B;&#x7387;&#x8981;&#x9AD8;&#x5F97;&#x591A;&#x3002;

&#x589E;&#x6B96;&#x7EC6;&#x80DE;&#x6838;&#x6297;&#x539F;&#x4F7F;&#x7528;&#x4E24;&#x79CD;&#x4E0D;&#x540C;&#x6A21;&#x5F0F;&#x6CBF; DNA &#x79FB;&#x52A8;&#x3002;

Proliferating cell nuclear antigen (PCNA) plays an important role in eukaryotic genomic maintenance by topologically binding DNA and recruiting replication and repair proteins. The ring-shaped protein forms a closed circle around double-stranded DNA and is able to move along the DNA in a random walk. The molecular nature of this diffusion process is poorly understood. We use single-molecule imaging to visualize the movement of individual, fluorescently labeled PCNA molecules along stretched DNA. Measurements of diffusional properties as a function of viscosity and protein size suggest that PCNA moves along DNA using two different sliding modes. Most of the time, the clamp moves while rotationally tracking the helical pitch of the DNA duplex. In a less frequently used second mode of diffusion, the movement of the protein is uncoupled from the helical pitch, and the clamp diffuses at much higher rates.

Proliferating cell nuclear antigen uses two distinct modes to move along DNA.

Prolif&#xE9;rantes antig&#xE8;ne nucl&#xE9;aire de cellules (PCNA) joue un r&#xF4;le important dans le maintien g&#xE9;nomique eucaryote par l&#x26;#39;ADN topologiquement contraignant et la r&#xE9;plication de recrutement et de prot&#xE9;ines de r&#xE9;paration. La prot&#xE9;ine de forme annulaire forme un cercle ferm&#xE9; autour d&#x26;#39;ADN double brin et est capable de se d&#xE9;placer le long de l&#x26;#39;ADN dans une marche al&#xE9;atoire. La nature mol&#xE9;culaire de ce processus de diffusion est mal comprise. Nous utilisons une seule mol&#xE9;cule d&#x26;#39;imagerie pour visualiser le mouvement des mol&#xE9;cules individuelles, marqu&#xE9;es par fluorescence PCNA le long d&#x26;#39;ADN &#xE9;tir&#xE9;. Des mesures des propri&#xE9;t&#xE9;s diffusionnelles en fonction de la viscosit&#xE9; et la taille des prot&#xE9;ines suggestion se d&#xE9;place le long PCNA que l&#x26;#39;ADN en utilisant deux diff&#xE9;rents modes de glissement. La plupart du temps, la pince se d&#xE9;place en rotation suivi le pas d&#x26;#39;h&#xE9;lice de l&#x26;#39;ADN duplex. Dans un mode moins fr&#xE9;quemment utilis&#xE9; seconde de diffusion, le mouvement de la prot&#xE9;ine est d&#xE9;coupl&#xE9; de l&#x26;#39;h&#xE9;lice &#xE0; pas, et la pince se diffuse &#xE0; des taux plus &#xE9;lev&#xE9;s.

Antig&#xE8;ne nucl&#xE9;aire de prolif&#xE9;ration cellulaire utilise deux modes distincts se d&#xE9;placer le long d&#x26;#39;ADN

Wuchernden Zelle Nukle&auml;res Antigen spielt (PCNA) eine wichtige Rolle in der eukaryotischen Genom-Pflege durch topologisch DNA binden und Rekrutierung von Replikation und Reparatur Proteine. Das ringf&ouml;rmige Protein bildet einen geschlossenen Kreis um doppelstr&auml;ngige DNA und kann auf der DNA in ein Zufallsmarkt bewegen. Die molekulare Natur dieser Diffusionsprozess ist oft missverstanden. Wir verwenden Einzelmolek&uuml;l-imaging, um die Bewegung der einzelnen, Leuchtstoff PCNA Molek&uuml;le entlang gestreckten DNA beschriftet zu visualisieren. Messungen der Diffusionsprozess Eigenschaften als Funktion der Viskosit&auml;t und Protein-Gr&ouml;&szlig;e zufolge PCNA entlang DNA mit zwei unterschiedlichen Modi Automatik bewegt. Die meiste Zeit, verschiebt die Klemme rotationssymmetrische verfolgen die spiralf&ouml;rmige Steigung des DNA-Duplex. In einem weniger h&auml;ufig verwendeten zweiten Modus der Diffusion die Bewegung des Proteins ist abgekoppelt von der spiralf&ouml;rmigen Tonh&ouml;he und die Klemme diffundiert zu viel h&ouml;heren Preisen.

Proliferierenden Zellen Nukle&auml;res Antigen verwendet zwei verschiedene Modi, um DNA bewegen.

Antigene nucleare delle cellule di proliferazione (PCNA) svolge un ruolo importante nella manutenzione genomic eucariotico topologicamente legare il DNA e proteine di replicazione e la riparazione di reclutamento. La proteina a forma di anello forma un circolo chiuso intorno a DNA double-stranded ed &egrave; in grado di muoversi lungo il DNA in un cammino casuale. La natura di questo processo di diffusione molecolare &egrave; scarsamente compreso. Usiamo singola molecola di imaging per visualizzare il movimento dei singoli, fluorescente etichettati molecole PCNA lungo allungato del DNA. Le misurazioni delle propriet&agrave; diffusione in funzione della dimensione della proteina e viscosit&agrave; suggeriscono che PCNA si muove lungo il DNA utilizzando due diverse modalit&agrave; di scorrimento. La maggior parte del tempo, la pinza si muove mentre il tracciamento rotazionale il passo elicoidale del duplex di DNA. In una seconda modalit&agrave; utilizzata meno frequentemente di diffusione, il movimento della proteina &egrave; disgiunto dal pitch elicoidale, e diffonde il morsetto a tassi molto pi&ugrave; alti.

Antigene nucleare delle cellule di proliferazione utilizza due distinte modalit&agrave; di muoversi lungo il DNA.

&#x5897;&#x6B96;&#x6027;&#x7D30;&#x80DE;&#x6838;&#x6297;&#x539F;&#x3068;&#xFF08;PCNA&#xFF09;&#x30C8;&#x30DD;&#x30ED;&#x30B8;&#x30FC;&#x306E;DNA&#x7D50;&#x5408;&#x3068;&#x52DF;&#x96C6;&#x306E;&#x8907;&#x88FD;&#x3068;&#x4FEE;&#x5FA9;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x306B;&#x3088;&#x308B;&#x771F;&#x6838;&#x751F;&#x7269;&#x30B2;&#x30CE;&#x30E0;&#x306E;&#x7DAD;&#x6301;&#x306B;&#x91CD;&#x8981;&#x306A;&#x5F79;&#x5272;&#x3092;&#x679C;&#x305F;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x72B6;&#x306E;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x306F;&#x3001;&#x4E8C;&#x672C;&#x9396;DNA&#x306E;&#x5468;&#x308A;&#x306B;&#x9589;&#x3058;&#x305F;&#x8F2A;&#x3092;&#x5F62;&#x6210;&#x3057;&#x3001;&#x30E9;&#x30F3;&#x30C0;&#x30E0;&#x30A6;&#x30A9;&#x30FC;&#x30AF;&#x306E;DNA&#x306B;&#x6CBF;&#x3063;&#x3066;&#x79FB;&#x52D5;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x62E1;&#x6563;&#x904E;&#x7A0B;&#x306E;&#x5206;&#x5B50;&#x306E;&#x6027;&#x8CEA;&#x306F;&#x3088;&#x304F;&#x308F;&#x304B;&#x3063;&#x3066;&#x3044;&#x306A;&#x3044;&#x3002;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x3001;&#x30B9;&#x30C8;&#x30EC;&#x30C3;&#x30C1;DNA&#x306B;&#x6CBF;&#x3063;&#x3066;&#x500B;&#x3005;&#x306E;&#x3001;&#x86CD;&#x5149;&#x6A19;&#x8B58;&#x3055;&#x308C;&#x305F;PCNA&#x5206;&#x5B50;&#x306E;&#x52D5;&#x304D;&#x3092;&#x53EF;&#x8996;&#x5316;&#x3059;&#x308B;&#x5358;&#x5206;&#x5B50;&#x30A4;&#x30E1;&#x30FC;&#x30B8;&#x30F3;&#x30B0;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x7C98;&#x5EA6;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x86CB;&#x767D;&#x8CEA;&#x306E;&#x5927;&#x304D;&#x3055;&#x306E;&#x95A2;&#x6570;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x62E1;&#x6563;&#x7279;&#x6027;&#x306E;&#x6E2C;&#x5B9A;&#x306F;&#x3001;2&#x3064;&#x306E;&#x7570;&#x306A;&#x308B;&#x30B9;&#x30E9;&#x30A4;&#x30C7;&#x30A3;&#x30F3;&#x30B0;&#x30E2;&#x30FC;&#x30C9;&#x3092;&#x7528;&#x3044;&#x305F;DNA&#x306B;&#x6CBF;&#x3063;&#x3066;&#x305D;&#x306E;PCNA&#x306E;&#x52D5;&#x304D;&#x3092;&#x793A;&#x5506;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3002;&#x56DE;&#x8EE2;DNA&#x4E8C;&#x91CD;&#x9396;&#x306E;&#x3089;&#x305B;&#x3093;&#x30D4;&#x30C3;&#x30C1;&#x3092;&#x8FFD;&#x8DE1;&#x3057;&#x306A;&#x304C;&#x3089;&#x3001;&#x307B;&#x3068;&#x3093;&#x3069;&#x306E;&#x6642;&#x9593;&#x3001;&#x30AF;&#x30E9;&#x30F3;&#x30D7;&#x304C;&#x79FB;&#x52D5;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x62E1;&#x6563;&#x306E;&#x4F7F;&#x7528;&#x983B;&#x5EA6;&#x306E;&#x4F4E;&#x3044;&#x7B2C;2&#x306E;&#x30E2;&#x30FC;&#x30C9;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x306E;&#x52D5;&#x304D;&#x306F;&#x87BA;&#x65CB;&#x30D4;&#x30C3;&#x30C1;&#x304B;&#x3089;&#x5207;&#x308A;&#x96E2;&#x3055;&#x308C;&#x3001;&#x30AF;&#x30E9;&#x30F3;&#x30D7;&#x304C;&#x306F;&#x308B;&#x304B;&#x306B;&#x9AD8;&#x3044;&#x30EC;&#x30FC;&#x30C8;&#x3067;&#x62E1;&#x6563;&#x3059;&#x308B;&#x3002;

&#x5897;&#x6B96;&#x7D30;&#x80DE;&#x6838;&#x6297;&#x539F;&#x306F;DNA&#x306B;&#x6CBF;&#x3063;&#x3066;&#x79FB;&#x52D5;&#x3059;&#x308B;2&#x3064;&#x306E;&#x7570;&#x306A;&#x308B;&#x30E2;&#x30FC;&#x30C9;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#xC99D;&#xC2DD; &#xC138;&#xD3EC; &#xD575; &#xD56D; &#xC6D0; (PCNA) &#xD504;&#xB85C;&#xADF8;&#xB7A8;&#xC5D0; &#xC911;&#xC694; &#xD55C; &#xC5ED;&#xD560; &#xC9C4; &#xD575; &#xAC8C;&#xB188; &#xC815;&#xBE44; &#xC704;&#xC0C1;&#xC801; DNA &#xBC14;&#xC778;&#xB529; &#xBC0F; &#xBCF5;&#xC81C; &#xBC0F; &#xBCF5;&#xAD6C; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8;&#xC744; &#xBAA8;&#xC9D1; &#xD558; &#xC5EC;. &#xACE0;&#xB9AC; &#xBAA8;&#xC591;&#xC758; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8; &#xC774;&#xC911; &#xAC00;&#xB2E5; DNA &#xC8FC;&#xC704;&#xC5D0; &#xB2EB;&#xD78C;&#xB41C; &#xC6D0;&#xC744; &#xD615;&#xC131; &#xD558; &#xACE0; &#xB79C;&#xB364; &#xC6CC;&#xD06C;&#xC5D0; DNA&#xB97C; &#xB530;&#xB77C; &#xC774;&#xB3D9; &#xC2DC;&#xD0AC; &#xC218; &#xC788;&#xB2E4;. &#xC774; &#xD655;&#xC0B0; &#xACFC;&#xC815;&#xC758; &#xBD84;&#xC790; &#xD2B9;&#xC131;&#xC740; &#xC81C;&#xB300;&#xB85C; &#xC774;&#xD574; &#xB41C;&#xB2E4;. &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xB2E8;&#xC77C; &#xBD84;&#xC790; &#xC774;&#xBBF8;&#xC9D5; &#xB193;&#xC5EC;&#xC788;&#xB294;&#xC9C0; &#xBED7;&#xC5B4; DNA &#xB530;&#xB77C; PCNA &#xBD84;&#xC790; &#xB77C;&#xB294; &#xAC1C;&#xC778;&#xC758; &#xC6C0;&#xC9C1;&#xC784;&#xC744; &#xC2DC;&#xAC01;&#xD654;. &#xCE21;&#xC815; &#xC810;&#xB3C4; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8; &#xD06C;&#xAE30;&#xC758; &#xD568;&#xC218;&#xB85C; diffusional &#xC18D;&#xC131;&#xC758; PCNA &#xC2AC;&#xB77C;&#xC774;&#xB529; &#xBAA8;&#xB4DC; &#xB450; &#xAC00;&#xC9C0;&#xB97C; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; DNA&#xB97C; &#xB530;&#xB77C; &#xC774;&#xB3D9; &#xAC83;&#xC774; &#xC88B;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xB300;&#xBD80;&#xBD84;&#xC758; &#xACBD;&#xC6B0; &#xD074;&#xB7A8;&#xD504; &#xC21C;&#xD658; DNA &#xC774;&#xC911; &#xD5EC;&#xB9AC;&#xCEEC; &#xD53C;&#xCE58;&#xB97C; &#xCD94;&#xC801; &#xD558;&#xB294; &#xB3D9;&#xC548; &#xC774;&#xB3D9; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xB35C; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xB418;&#xB294; &#xB450; &#xBC88;&#xC9F8; &#xBAA8;&#xB4DC;&#xC758; &#xBCF4;&#xAE09;&#xC5D0;&#xC11C; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8;&#xC758; &#xC6C0;&#xC9C1;&#xC784;&#xC740; &#xD5EC;&#xB9AC;&#xCEEC; &#xD53C;&#xCE58;&#xC5D0;&#xC11C; &#xACB0;&#xD569; &#xD558; &#xACE0; &#xD074;&#xB7A8;&#xD504; &#xD6E8;&#xC52C; &#xB354; &#xB192;&#xC740; &#xC18D;&#xB3C4;&#xB85C; &#xD655;&#xC0B0;.

&#xBC29;&#xC9C0;&#xD560; &#xC138;&#xD3EC; &#xD575; &#xD56D; &#xC6D0; &#xB450; &#xAC00;&#xC9C0; &#xBAA8;&#xB4DC;&#xB97C; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; DNA&#xB97C; &#xB530;&#xB77C; &#xC774;&#xB3D9;.

La proliferaci&#xF3;n de n&#xFA;cleos de c&#xE9;lulas ant&#xED;geno (PCNA) juega un papel importante en el mantenimiento de eucariotas ADN gen&#xF3;mico por topol&#xF3;gicamente vinculante y la replicaci&#xF3;n de reclutamiento y las prote&#xED;nas de reparaci&#xF3;n. La prote&#xED;na en forma de anillo forma un c&#xED;rculo cerrado alrededor de ADN de doble cadena y es capaz de moverse a lo largo del ADN en un camino aleatorio. La naturaleza molecular de este proceso de difusi&#xF3;n es poco conocida. Nosotros usamos una sola mol&#xE9;cula de im&#xE1;genes para visualizar el movimiento de los individuales, marcados con fluorescencia mol&#xE9;culas de ADN a lo largo de PCNA estirada. Las mediciones de las propiedades difusionales como una funci&#xF3;n de la viscosidad y el tama&#xF1;o de la prote&#xED;na sugieren que se mueve a lo largo de PCNA ADN utilizando dos modos diferentes de deslizamiento. La mayor parte del tiempo, la pinza se mueve mientras rotacionalmente el seguimiento del paso helicoidal del ADN d&#xFA;plex. En un modo menos frecuente segundo de difusi&#xF3;n, el movimiento de la prote&#xED;na se desacopla del paso helicoidal, y la abrazadera se difunde a tasas mucho m&#xE1;s altas.

Ant&#xED;geno nuclear de proliferaci&#xF3;n celular utiliza dos modos distintos moverse a lo largo del ADN

Replisome&#xFF0C;multiprotein &#x590D;&#x6742;&#x7684;&#x8D1F;&#x8D23;&#x7684;&#x7236;&#x6BCD;&#x7684; DNA &#x548C;&#x6BCF;&#x4E2A;&#x4E24;&#x4E2A;&#x7684; DNA &#x94FE;&#x4E0A;&#x7684; DNA &#x5408;&#x6210;&#x5E73;&#x4ED3;&#x8FDB;&#x884C; DNA &#x7684;&#x590D;&#x5236;&#x3002;&#x4EE4;&#x4EBA;&#x5370;&#x8C61;&#x6DF1;&#x523B;&#x7684;&#x901F;&#x5EA6;&#x548C; processivity &#x7684; replisome &#x91CD;&#x590D; DNA &#x662F;&#x4E00;&#x5957;&#x76D1;&#x7BA1;&#x4E25;&#x683C;&#x590D;&#x5236;&#x86CB;&#x767D;&#x8D28;&#x4E4B;&#x95F4;&#x7684;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x7684;&#x7ED3;&#x679C;&#x3002;&#x8FC7;&#x6E21;&#x6027;&#x8D28;&#xFF0C;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x86CB;&#x767D;&#x8D28;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x4F7F;&#x5177;&#x6709;&#x6311;&#x6218;&#x6027;&#x7684;&#x5408;&#x594F;&#x5E73;&#x5747;&#x6280;&#x672F;&#x7814;&#x7A76; replisome &#x7684;&#x52A8;&#x6001;&#x3002;&#x8FD9;&#x9879;&#x68C0;&#x8BA8;&#x63CF;&#x8FF0;&#x5355;&#x5206;&#x5B50;&#x65B9;&#x6CD5;&#xFF0C;&#x5141;&#x8BB8;&#x5355;&#x4E2A;&#x590D;&#x5236;&#x86CB;&#x767D;&#x548C;&#x5176;&#x5728; replisome &#x5185;&#x8FD0;&#x4F5C;&#x7684;&#x7814;&#x7A76;&#x3002;&#x66F4;&#x597D;&#x5730;&#x4E86;&#x89E3;&#x57FA;&#x7840; DNA &#x590D;&#x5236;&#x7684;&#x5206;&#x5B50;&#x673A;&#x5236;&#x5BFC;&#x81F4;&#x4E86;&#x673A;&#x68B0;&#x64CD;&#x7EB5;&#x5355;&#x4E2A; DNA &#x5206;&#x5B50;&#x548C;&#x8BB0;&#x5F55; replisome &#x7684;&#x52A8;&#x6001;&#x884C;&#x4E3A;&#xFF0C;&#x5C3D;&#x7BA1;&#x5B83;&#x5C06;&#x91CD;&#x590D; DNA &#x7684;&#x80FD;&#x529B;&#x3002;

Replisome &#x5355;&#x5206;&#x5B50;&#x7814;&#x7A76;&#x3002;

Replication of DNA is carried out by the replisome, a multiprotein complex responsible for the unwinding of parental DNA and the synthesis of DNA on each of the two DNA strands. The impressive speed and processivity with which the replisome duplicates DNA are a result of a set of tightly regulated interactions between the replication proteins. The transient nature of these protein interactions makes it challenging to study the dynamics of the replisome by ensemble-averaging techniques. This review describes single-molecule methods that allow the study of individual replication proteins and their functioning within the replisome. The ability to mechanically manipulate individual DNA molecules and record the dynamic behavior of the replisome while it duplicates DNA has led to an improved understanding of the molecular mechanisms underlying DNA replication.

Single-molecule studies of the replisome.

R&#xE9;plication de l&#x26;#39;ADN est effectu&#xE9;e par le r&#xE9;plisome, un complexe multiprot&#xE9;ique responsable du d&#xE9;roulement de l&#x26;#39;ADN parental et la synth&#xE8;se de l&#x26;#39;ADN sur chacun des deux brins d&#x26;#39;ADN. La vitesse impressionnante et processivit&#xE9; avec laquelle l&#x26;#39;ADN en double r&#xE9;plisome sont le r&#xE9;sultat d&#x26;#39;un ensemble d&#x26;#39;interactions entre strictement r&#xE9;glement&#xE9;s des prot&#xE9;ines de r&#xE9;plication. La nature transitoire de ces interactions entre prot&#xE9;ines, il est difficile d&#x26;#39;&#xE9;tudier la dynamique de la r&#xE9;plisome par l&#x26;#39;ensemble des techniques d&#x26;#39;&#xE9;talement. Cette revue d&#xE9;crit une seule mol&#xE9;cule des m&#xE9;thodes qui permettent l&#x26;#39;&#xE9;tude des prot&#xE9;ines de r&#xE9;plication individuels et de leur fonctionnement au sein de la r&#xE9;plisome. La capacit&#xE9; de manipuler m&#xE9;caniquement mol&#xE9;cules individuelles d&#x26;#39;ADN et d&#x26;#39;enregistrer le comportement dynamique de la r&#xE9;plisome alors que l&#x26;#39;ADN en double elle a conduit &#xE0; une meilleure compr&#xE9;hension des m&#xE9;canismes mol&#xE9;culaires qui sous-tendent r&#xE9;plication de l&#x26;#39;ADN.

Une seule mol&#xE9;cule d&#x26;#39;&#xE9;tudes de la r&#xE9;plisome

Replikation der DNA erfolgt durch die Replisom, eine multiprotein komplexe verantwortlich f&uuml;r die Aufl&ouml;sung der elterlichen DNA und die Synthese von DNA auf jedem der beiden DNA-Str&auml;nge. Die beeindruckende Geschwindigkeit und mit denen die Replisom DNA dupliziert Processivity resultieren aus einer Reihe von streng geregelte Interaktionen zwischen den Proteinen Replikation. Die vor&uuml;bergehende Natur dieser Protein-Interaktionen macht es schwierig, die Dynamik der Replisom von Ensemble-Mittelwertbildung Techniken zu studieren. Diesen Bericht beschreibt Einzelmolek&uuml;l-Methoden, die das Studium der einzelnen Replikation Proteine und ihre Funktionsweise innerhalb der Replisom zu erm&ouml;glichen. Mechanisch einzelner DNA-Molek&uuml;le zu manipulieren und das dynamische Verhalten der Replisom zu notieren, w&auml;hrend es DNA Duplikate f&uuml;hrte zu einem besseren Verst&auml;ndnis der molekularen Mechanismen DNA-Replikation.

Einzelmolek&uuml;l-Studien &uuml;ber die Replisom.

Replicazione del DNA avviene tramite replisome, un complessi multiproteici responsabili per lo svolgimento del DNA parentale e la sintesi di DNA su ciascuno dei due filamenti di DNA. La velocit&agrave; impressionante e processivity con cui il replisome Duplica il DNA sono il risultato di una serie di interazioni strettamente regolamentate tra le proteine di replica. La natura transitoria di queste interazioni della proteina rende impegnativo per studiare la dinamica della replisome mediante tecniche ensemble-Media. Questa review descrive i metodi di singola molecola che consentono lo studio della replica singole proteine e loro funzionamento entro il replisome. La capacit&agrave; di meccanicamente manipolare le singole molecole di DNA e registrare il comportamento dinamico del replisome mentre Duplica il DNA ha portato ad una migliore comprensione dei meccanismi molecolari sottostanti la replicazione del DNA.

Studi di singola molecola del replisome.

DNA&#x306E;&#x8907;&#x88FD;&#x306F;&#x4E8C;&#x3064;&#x306E;DNA&#x9396;&#x306E;&#x305D;&#x308C;&#x305E;&#x308C;&#x306E;&#x89AA;&#x306E;DNA&#x3068;DNA&#x306E;&#x5408;&#x6210;&#x306E;&#x5DFB;&#x304D;&#x623B;&#x3057;&#x306E;&#x8CAC;&#x4EFB;replisome&#x3001;&#x591A;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x8907;&#x5408;&#x4F53;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x884C;&#x308F;&#x308C;&#x308B;&#x3002; replisome&#x91CD;&#x8907;DNA&#x304C;&#x8907;&#x88FD;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x9593;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x3092;&#x53B3;&#x5BC6;&#x306B;&#x5236;&#x5FA1;&#x3055;&#x308C;&#x3001;&#x4E00;&#x9023;&#x306E;&#x7D50;&#x679C;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#x3053;&#x308C;&#x3067;&#x5370;&#x8C61;&#x7684;&#x306A;&#x30B9;&#x30D4;&#x30FC;&#x30C9;&#x3068;&#x80FD;&#x529B;&#xFF08;processivity&#xFF09;&#x3002;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x306E;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x306E;&#x4E00;&#x6642;&#x7684;&#x306A;&#x6027;&#x8CEA;&#x306F;&#x3001;&#x30A2;&#x30F3;&#x30B5;&#x30F3;&#x30D6;&#x30EB;&#x5E73;&#x5747;&#x6280;&#x8853;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;replisome&#x306E;&#x30C0;&#x30A4;&#x30CA;&#x30DF;&#x30AF;&#x30B9;&#x3092;&#x7814;&#x7A76;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x96E3;&#x3057;&#x304F;&#x306A;&#x3063;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x30EC;&#x30D3;&#x30E5;&#x30FC;&#x306F;replisome&#x5185;&#x306E;&#x500B;&#x3005;&#x306E;&#x8907;&#x88FD;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x3068;&#x305D;&#x306E;&#x6A5F;&#x80FD;&#x306E;&#x7814;&#x7A76;&#x3092;&#x53EF;&#x80FD;&#x306B;&#x3059;&#x308B;&#x5358;&#x4E00;&#x5206;&#x5B50;&#x306E;&#x65B9;&#x6CD5;&#x306B;&#x3064;&#x3044;&#x3066;&#x8AAC;&#x660E;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6A5F;&#x68B0;&#x7684;&#x306B;&#x500B;&#x3005;&#x306E;DNA&#x5206;&#x5B50;&#x3092;&#x64CD;&#x4F5C;&#x3057;&#x3001;&#x305D;&#x308C;&#x3092;&#x8907;&#x88FD;&#x3059;&#x308B;DNA&#x306F;&#x3001;DNA&#x8907;&#x88FD;&#x306E;&#x5206;&#x5B50;&#x6A5F;&#x69CB;&#x306E;&#x7406;&#x89E3;&#x306E;&#x5411;&#x4E0A;&#x306B;&#x3064;&#x306A;&#x304C;&#x3063;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x9593;&#x306B;replisome&#x306E;&#x52D5;&#x7684;&#x6319;&#x52D5;&#x3092;&#x8A18;&#x9332;&#x3059;&#x308B;&#x6A5F;&#x80FD;&#x3002;

Replisome&#x306E;&#x5358;&#x4E00;&#x5206;&#x5B50;&#x306E;&#x7814;&#x7A76;

DNA&#xC758; &#xBCF5;&#xC81C;&#xB294; replisome, multiprotein &#xBCF5;&#xD569; &#xBD80;&#xBAA8;&#xC758; DNA&#xC640; &#xAC01;&#xAC01; &#xB450; &#xAC1C;&#xC758; DNA &#xAC00;&#xB2E5;&#xC758; DNA&#xC758; &#xD569;&#xC131;&#xC758; &#xD574;&#xC81C;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xCC45;&#xC784;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xC218;&#xD589; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC778;&#xC0C1;&#xC801;&#xC778; &#xC18D;&#xB3C4; &#xBC0F; processivity DNA&#xB97C; &#xBCF5;&#xC81C; &#xD558;&#xB294; replisome&#xB294; &#xC9D1;&#xD569; &#xBCF5;&#xC81C; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8; &#xC0AC;&#xC774;&#xC758; &#xAE34;&#xBC00; &#xD558; &#xAC8C; &#xB808; &#xADE4; &#xB808;&#xC774;&#xD2B8; &#xB41C; &#xC0C1;&#xD638; &#xC791;&#xC6A9;&#xC758; &#xACB0;&#xACFC; &#xC774;&#xB2E4;. &#xC774; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8; &#xC0C1;&#xD638; &#xC791;&#xC6A9;&#xC758; &#xACFC;&#xB3C4; &#xD2B9;&#xC131; &#xB3C4;&#xC804; &#xC559;&#xC0C1;&#xBE14; &#xD3C9;&#xADE0; &#xAE30;&#xBC95;&#xC73C;&#xB85C;&#xB294; replisome&#xC758; &#xC5ED;&#xD559;&#xC744; &#xACF5;&#xBD80; &#xD558; &#xAC8C;. &#xC774; &#xAC80;&#xD1A0;&#xB294; &#xAC1C;&#xBCC4; &#xBCF5;&#xC81C; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8; &#xC5F0;&#xAD6C;&#xB294; replisome &#xB0B4;&#xC5D0;&#xC11C; &#xADF8;&#xB4E4;&#xC758; &#xC791;&#xB3D9;&#xC744; &#xD5C8;&#xC6A9; &#xD558;&#xB294; &#xB2E8;&#xC77C; &#xBD84;&#xC790; &#xBA54;&#xC11C;&#xB4DC;&#xB97C; &#xC124;&#xBA85; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xAE30;&#xACC4;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xAC1C;&#xBCC4; DNA &#xBD84;&#xC790;&#xB97C; &#xC870;&#xC791; &#xD558; &#xACE0; DNA&#xB97C; &#xBCF5;&#xC81C; &#xD558;&#xB294; &#xB3D9;&#xC548;&#xC5D0; replisome&#xC758; &#xB3D9;&#xC801; &#xB3D9;&#xC791;&#xC744; &#xAE30;&#xB85D; &#xD558;&#xB294; &#xAE30;&#xB2A5; &#xBD84;&#xC790; &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998; &#xAE30;&#xBCF8; DNA &#xBCF5;&#xC81C;&#xC758; &#xD5A5;&#xC0C1; &#xB41C; &#xC774;&#xD574;&#xB97C; &#xC8FC;&#xB3C4;&#xD558; &#xACE0; &#xC788;&#xB2E4;.

Replisome&#xC758; &#xB2E8;&#xC77C; &#xBD84;&#xC790; &#xC5F0;&#xAD6C;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;.

La replicaci&#xF3;n de ADN se lleva a cabo por el replisoma, un complejo multiproteico responsable de la anulaci&#xF3;n de ADN parental y la s&#xED;ntesis de ADN en cada una de las dos hebras de ADN. La velocidad impresionante y procesividad con la que el ADN duplicados replisoma son el resultado de un conjunto de interacciones fuertemente reguladas entre las prote&#xED;nas de replicaci&#xF3;n. La naturaleza transitoria de estas interacciones de las prote&#xED;nas hace que sea dif&#xED;cil de estudiar la din&#xE1;mica de la replisoma por el conjunto de t&#xE9;cnicas de promedio. Esta revisi&#xF3;n describe una sola mol&#xE9;cula de m&#xE9;todos que permitan el estudio de las prote&#xED;nas de replicaci&#xF3;n individuales y su funcionamiento dentro de la replisoma. La capacidad de manipular mec&#xE1;nicamente mol&#xE9;culas individuales de ADN y registrar el comportamiento din&#xE1;mico de la replisoma mientras que el ADN duplicados ha dado lugar a una mejor comprensi&#xF3;n de los mecanismos moleculares que subyacen a la replicaci&#xF3;n del ADN.

Mol&#xE9;cula de una sola Estudios de la replisoma

&#x57FA;&#x672C;&#x8FD0;&#x4F5C;&#x5927;&#x578B;&#x3001; multiprotein &#x914D;&#x5408;&#x7269;&#x7684;&#x5206;&#x5B50;&#x673A;&#x5236;&#x5B8C;&#x5168;&#x7406;&#x89E3;&#x9700;&#x8981;&#x80FD;&#x591F;&#x540C;&#x65F6;&#x53EF;&#x89C6;&#x5316;&#x5206;&#x5B50;&#x4F53;&#x7CFB;&#x7ED3;&#x6784;&#x548C;&#x5B9E;&#x65F6;&#x7684;&#x9176;&#x6D3B;&#x6027;&#x7684;&#x5B9E;&#x9A8C;&#x5DE5;&#x5177;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x5F00;&#x53D1;&#x4E86;&#x65B0;&#x578B;&#x5355;&#x5206;&#x5B50;&#x68C0;&#x6D4B;&#x65B9;&#x6CD5;&#x76F8;&#x7ED3;&#x5408;&#x7684;&#x5355;&#x4E2A; DNA &#x5206;&#x5B50;&#x6765;&#x8861;&#x91CF;&#x4E0E;&#x53EF;&#x89C6;&#x5316;&#x5728;&#x590D;&#x5236;&#x53C9;&#x7684;&#x9057;&#x4F20;&#x7269;&#x8D28;&#x6807;&#x8BB0; DNA &#x805A;&#x5408;&#x9176;&#x7684;&#x6D3B;&#x6027;&#x7684; DNA &#x590D;&#x5236;&#x673A;&#x68B0;&#x62C9;&#x4F38;&#x6D41;&#x3002;&#x901A;&#x8FC7;&#x5C06;&#x805A;&#x5408;&#x9176;&#x5316;&#x5B66;&#x8BA1;&#x91CF;&#x5B66;&#x4E0E; DNA &#x5408;&#x6210;&#x7684; T7 &#x566C;&#x83CC;&#x4F53; replisomes &#x5173;&#x8054;&#x8D77;&#x6765;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x90FD;&#x80FD;&#x591F;&#x5B9A;&#x91CF;&#x63CF;&#x8FF0;&#x7684;&#x805A;&#x5408;&#x9176;&#x4EA4;&#x6D41;&#x673A;&#x5236;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x53D1;&#x73B0;&#x5373;&#x4F7F;&#x5728;&#x76F8;&#x5BF9;&#x6E29;&#x548C;&#x7684;&#x805A;&#x5408;&#x9176;&#x6D53;&#x5EA6; &#xFF08;&sim;2 nM&#xFF09;&#xFF0C;&#x53EF;&#x6EB6;&#x6027;&#x805A;&#x5408;&#x9176;&#x62DB;&#x52DF;&#x79EF;&#x6781;&#x5408;&#x6210;&#x7684; replisome&#xFF0C;&#x5927;&#x5927;&#x589E;&#x52A0;&#x4E86;&#x5F53;&#x5730;&#x7684;&#x805A;&#x5408;&#x9176;&#x6D53;&#x5EA6;&#x3002;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x591A;&#x4F59;&#x7684;&#x5F02;&#x6027;&#x7B80;&#x5217;&#x4FDD;&#x6301;&#x88AB;&#x52A8;&#x5730;&#x5173;&#x8054;&#x901A;&#x8FC7;&#x9759;&#x7535;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x4E0E; T7 &#x89E3;&#x65CB;&#x9176; &sim;50 s replisome&#xFF0C;&#x76F4;&#x5230;&#x5408;&#x6210;&#x805A;&#x5408;&#x9176;&#x4ECE;&#x5F15;&#x7269;-&#x6A21;&#x677F;&#x968F;&#x673A;&#x548C;&#x77AC;&#x6001;&#x89E3;&#x79BB;&#x5141;&#x8BB8;&#x805A;&#x5408;&#x9176;&#x4EA4;&#x6362;&#x4E8B;&#x4EF6;&#x53D1;&#x751F;&#x3002;

&#x566C;&#x83CC;&#x4F53; T7 replisome &#x7EC4;&#x6210;&#x548C;&#x529F;&#x80FD;&#x7684;&#x540C;&#x65F6;&#x5355;&#x5206;&#x5B50;&#x6D4B;&#x91CF;&#x63ED;&#x793A;&#x805A;&#x5408;&#x9176;&#x4EA4;&#x6D41;&#x7684;&#x673A;&#x5236;&#x3002;

A complete understanding of the molecular mechanisms underlying the functioning of large, multiprotein complexes requires experimental tools capable of simultaneously visualizing molecular architecture and enzymatic activity in real time. We developed a novel single-molecule assay that combines the flow-stretching of individual DNA molecules to measure the activity of the DNA-replication machinery with the visualization of fluorescently labeled DNA polymerases at the replication fork. By correlating polymerase stoichiometry with DNA synthesis of T7 bacteriophage replisomes, we are able to quantitatively describe the mechanism of polymerase exchange. We find that even at relatively modest polymerase concentration (âˆ¼2Â nM), soluble polymerases are recruited to an actively synthesizing replisome, dramatically increasing local polymerase concentration. These excess polymerases remain passively associated with the replisome through electrostatic interactions with the T7 helicase for âˆ¼50Â s until a stochastic and transient dissociation of the synthesizing polymerase from the primer-template allows for a polymerase exchange event to occur.

Simultaneous single-molecule measurements of phage T7 replisome composition and function reveal the mechanism of polymerase exchange.

Une compr&#xE9;hension compl&#xE8;te des m&#xE9;canismes mol&#xE9;culaires qui sous-tendent le fonctionnement des grands complexes multiprot&#xE9;iques, n&#xE9;cessite des outils exp&#xE9;rimentaux capables de visualiser simultan&#xE9;ment l&#x26;#39;architecture mol&#xE9;culaire et l&#x26;#39;activit&#xE9; enzymatique en temps r&#xE9;el. On a d&#xE9;velopp&#xE9; un nouveau dosage unique mol&#xE9;cule qui combine le flux d&#x26;#39;&#xE9;tirage de mol&#xE9;cules d&#x26;#39;ADN diff&#xE9;rentes pour mesurer l&#x26;#39;activit&#xE9; de la machine r&#xE9;plication de l&#x26;#39;ADN avec la visualisation des polym&#xE9;rases ADN marqu&#xE9;s par fluorescence &#xE0; la fourche de r&#xE9;plication. En corr&#xE9;lant stoechiom&#xE9;trie polym&#xE9;rase synth&#xE8;se de l&#x26;#39;ADN du bact&#xE9;riophage T7 replisomes, nous sommes en mesure de d&#xE9;crire quantitativement le m&#xE9;canisme d&#x26;#39;&#xE9;change polym&#xE9;rase. Nous constatons que m&#xEA;me &#xE0; une concentration polym&#xE9;rase relativement modeste (~ 2 nM), polym&#xE9;rases solubles sont recrut&#xE9;s &#xE0; un r&#xE9;plisome activement synth&#xE9;tiser, de fa&#xE7;on spectaculaire augmentation de la concentration locale polym&#xE9;rase. Ces polym&#xE9;rases exc&#xE9;dentaires restent passivement associ&#xE9; &#xE0; la r&#xE9;plisome par des interactions &#xE9;lectrostatiques avec l&#x26;#39;h&#xE9;licase T7 pour ~ 50 s jusqu&#x26;#39;&#xE0; une dissociation stochastique et transitoire de la polym&#xE9;rase synth&#xE8;se de l&#x26;#39;amorce-matrice permet pour un &#xE9;v&#xE9;nement d&#x26;#39;&#xE9;change polym&#xE9;rase de se produire.

Mesures simultan&#xE9;es d&#x26;#39;une seule mol&#xE9;cule du phage T7 Composition r&#xE9;plisome et fonction R&#xE9;v&#xE9;ler le m&#xE9;canisme de l&#x26;#39;&#xE9;change polym&#xE9;rase

Ein vollst&auml;ndiges Verst&auml;ndnis der molekularen Mechanismen des Funktionierens der gro&szlig;en, multiprotein komplexe erfordert experimentelle Werkzeuge k&ouml;nnen gleichzeitig molekulare Architektur und enzymatische Aktivit&auml;t in Echtzeit zu visualisieren. Wir entwickelten eine neuartige Einzelmolek&uuml;l-Assay, das verbindet die Fluss-Dehnung einzelner DNA-Molek&uuml;le, die Aktivit&auml;t der DNA-Replikation-Maschine mit der Visualisierung der Leuchtstoff beschrifteten DNA-Polymerasen an der Wiederholunggabel zu messen. Durch Korrelation Polymerase St&ouml;chiometrie mit DNA-Synthese von T7 Bakteriophage Replisomes, sind wir in der Lage, den Mechanismus f&uuml;r den Informationsaustausch der Polymerase quantitativ zu beschreiben. Wir finden, dass auch bei relativ bescheidenen Polymerase Konzentration (&sim;2 nM), l&ouml;sliche Polymerasen zu einem aktiv Synthese Replisom rekrutiert werden lokale Polymerase Konzentration drastisch zu erh&ouml;hen. Diese &uuml;bersch&uuml;ssigen Polymerasen bleiben Replisom durch elektrostatische Wechselwirkungen mit den T7-Helicase &sim;50 s passiv verbunden, bis eine stochastische und vor&uuml;bergehende Dissoziation der Synthese-Polymerase von der Z&uuml;ndkapsel-Vorlage f&uuml;r ein Polymerase-Exchange-Ereignis auftreten kann.

Gleichzeitige Einzelmolek&uuml;l-Messungen von Phagen T7 Replisom Zusammensetzung und Funktion offenbaren den Mechanismus f&uuml;r den Informationsaustausch der Polymerase.

Una completa comprensione dei meccanismi molecolari alla base del funzionamento di complessi multiproteici, grande richiede strumenti sperimentali in grado di visualizzare contemporaneamente architettura molecolare e attivit&agrave; enzimatica in tempo reale. Abbiamo sviluppato un romanzo saggio di singola molecola che combina il flusso-stretching di singole molecole di DNA per misurare l&#39;attivit&agrave; del macchinario di replicazione del DNA con la visualizzazione della polimerasi del DNA fluorescente contrassegnate presso la forcella di replicazione. Correlando la stechiometria della polimerasi con la sintesi del DNA del replisomes del batteriofago T7, siamo in grado di descrivere quantitativamente il meccanismo di scambio della polimerasi. Troviamo che anche a concentrazione relativamente modesto della polimerasi (&sim;2 nM), solubile polimerasi sono reclutate per un replisome attivamente a sintetizzazione, aumentando drasticamente la concentrazione locale della polimerasi. Queste polimerasi in eccesso rimangono passivamente associate replisome tramite interazioni elettrostatiche con l&#39;elicasi T7 per &sim;50 s fino a una dissociazione stocastica e transitoria della polimerasi sintetizzazione dal primer-modello permette per un evento di scambio della polimerasi a verificarsi.

Simultanee misurazione singola molecola del fago T7 replisome composizione e funzione di rivelare il meccanismo di scambio della polimerasi.

&#x5927;&#x898F;&#x6A21;&#x306A;&#x3001;&#x591A;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x8907;&#x5408;&#x4F53;&#x306E;&#x6A5F;&#x80FD;&#x306E;&#x6839;&#x5E95;&#x306B;&#x3042;&#x308B;&#x5206;&#x5B50;&#x30E1;&#x30AB;&#x30CB;&#x30BA;&#x30E0;&#x306E;&#x5B8C;&#x5168;&#x306A;&#x7406;&#x89E3;&#x304C;&#x540C;&#x6642;&#x306B;&#x30EA;&#x30A2;&#x30EB;&#x30BF;&#x30A4;&#x30E0;&#x3067;&#x5206;&#x5B50;&#x69CB;&#x9020;&#x3068;&#x9175;&#x7D20;&#x6D3B;&#x6027;&#x3092;&#x53EF;&#x8996;&#x5316;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x306E;&#x3067;&#x304D;&#x308B;&#x5B9F;&#x9A13;&#x7684;&#x306A;&#x30C4;&#x30FC;&#x30EB;&#x304C;&#x5FC5;&#x8981;&#x3067;&#x3059;&#x3002;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x3001;&#x8907;&#x88FD;&#x30D5;&#x30A9;&#x30FC;&#x30AF;&#x3067;&#x86CD;&#x5149;&#x6A19;&#x8B58;&#x3057;&#x305F;DNA&#x30DD;&#x30EA;&#x30E1;&#x30E9;&#x30FC;&#x30BC;&#x306E;&#x53EF;&#x8996;&#x5316;&#x3068;DNA-&#x8907;&#x88FD;&#x6A5F;&#x69CB;&#x306E;&#x6D3B;&#x6027;&#x3092;&#x6E2C;&#x5B9A;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x500B;&#x3005;&#x306E;DNA&#x5206;&#x5B50;&#x306E;&#x6D41;&#x308C;&#x30B9;&#x30C8;&#x30EC;&#x30C3;&#x30C1;&#x3092;&#x7D44;&#x307F;&#x5408;&#x308F;&#x305B;&#x3001;&#x65B0;&#x898F;&#x5358;&#x5206;&#x5B50;&#x30A2;&#x30C3;&#x30BB;&#x30A4;&#x3092;&#x958B;&#x767A;&#x3057;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002; T7&#x30D0;&#x30AF;&#x30C6;&#x30EA;&#x30AA;&#x30D5;&#x30A1;&#x30FC;&#x30B8;replisomes&#x306E;DNA&#x5408;&#x6210;&#x3068;&#x30DD;&#x30EA;&#x30E1;&#x30E9;&#x30FC;&#x30BC;&#x306E;&#x5316;&#x5B66;&#x91CF;&#x8AD6;&#x3092;&#x76F8;&#x4E92;&#x306B;&#x95A2;&#x9023;&#x4ED8;&#x3051;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x3001;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x5B9A;&#x91CF;&#x7684;&#x30DD;&#x30EA;&#x30E1;&#x30E9;&#x30FC;&#x30BC;&#x4EA4;&#x63DB;&#x306E;&#x30E1;&#x30AB;&#x30CB;&#x30BA;&#x30E0;&#x3092;&#x8AAC;&#x660E;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x6BD4;&#x8F03;&#x7684;&#x63A7;&#x3048;&#x3081;&#x306A;&#x30DD;&#x30EA;&#x30E1;&#x30E9;&#x30FC;&#x30BC;&#x6FC3;&#x5EA6;&#xFF08;&#x301C;2 nm&#xFF09;&#x3067;&#x3001;&#x6C34;&#x6EB6;&#x6027;&#x306E;&#x30DD;&#x30EA;&#x30E1;&#x30E9;&#x30FC;&#x30BC;&#x306F;&#x5287;&#x7684;&#x306B;&#x30ED;&#x30FC;&#x30AB;&#x30EB;&#x30DD;&#x30EA;&#x30E1;&#x30E9;&#x30FC;&#x30BC;&#x6FC3;&#x5EA6;&#x3092;&#x5897;&#x52A0;&#x3055;&#x305B;&#x308B;&#x3001;&#x7A4D;&#x6975;&#x7684;&#x306B;&#x5408;&#x6210;replisome&#x306B;&#x52D5;&#x54E1;&#x3055;&#x308C;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x308F;&#x304B;&#x308A;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x904E;&#x5270;&#x306A;&#x30DD;&#x30EA;&#x30E1;&#x30E9;&#x30FC;&#x30BC;&#x306F;&#x30D7;&#x30E9;&#x30A4;&#x30DE;&#x30FC;&#xB7;&#x30C6;&#x30F3;&#x30D7;&#x30EC;&#x30FC;&#x30C8;&#x304B;&#x3089;&#x5408;&#x6210;&#x3059;&#x308B;&#x30DD;&#x30EA;&#x30E1;&#x30E9;&#x30FC;&#x30BC;&#x306E;&#x78BA;&#x7387;&#x8AD6;&#x7684;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x4E00;&#x6642;&#x7684;&#x306A;&#x89E3;&#x96E2;&#x307E;&#x3067;&#x53D7;&#x52D5;&#x7684;&#x306B;&#x301C;50 s&#x306E;T7&#x30D8;&#x30EA;&#x30AB;&#x30FC;&#x30BC;&#x3068;&#x306E;&#x9759;&#x96FB;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x3092;&#x4ECB;&#x3057;&#x3066;replisome&#x306B;&#x95A2;&#x9023;&#x4ED8;&#x3051;&#x3089;&#x308C;&#x305F;&#x307E;&#x307E;&#x30DD;&#x30EA;&#x30E1;&#x30E9;&#x30FC;&#x30BC;&#x4EA4;&#x63DB;&#x30A4;&#x30D9;&#x30F3;&#x30C8;&#x304C;&#x767A;&#x751F;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x30D5;&#x30A1;&#x30FC;&#x30B8;T7 Replisome&#x69CB;&#x6210;&#x3068;&#x6A5F;&#x80FD;&#x306E;&#x540C;&#x6642;&#x5358;&#x5206;&#x5B50;&#x6E2C;&#x5B9A;&#x306F;&#x3001;&#x30DD;&#x30EA;&#x30E1;&#x30E9;&#x30FC;&#x30BC;&#x4EA4;&#x63DB;&#x306E;&#x6A5F;&#x69CB;&#x3092;&#x660E;&#x3089;&#x304B;&#x306B;

&#xAE30;&#xBCF8; &#xB300;&#xD615;, multiprotein &#xB2E8;&#xC9C0;&#xC758; &#xAE30;&#xB2A5; &#xBD84;&#xC790; &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998;&#xC758; &#xC644;&#xBCBD; &#xD55C; &#xC774;&#xD574; &#xC2E4;&#xD5D8; &#xB3C4;&#xAD6C;&#xAC00; &#xB3D9;&#xC2DC;&#xC5D0; &#xBD84;&#xC790; &#xAD6C;&#xC870;&#xC640; &#xC2E4;&#xC2DC;&#xAC04;&#xC73C;&#xB85C; &#xD6A8;&#xC18C; &#xD65C;&#xB3D9;&#xC744; &#xC2DC;&#xAC01;&#xD654; &#xC218; &#xC788;&#xB294; &#xD544;&#xC694; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xBCF5;&#xC81C; &#xD3EC;&#xD06C;&#xC5D0; &#xB193;&#xC5EC;&#xC788;&#xB294;&#xC9C0; &#xB808;&#xC774;&#xBE14;&#xC774; &#xC788;&#xB294; DNA &#xD3F4;&#xC758; &#xC2DC;&#xAC01;&#xD654;&#xC640; DNA &#xBCF5;&#xC81C; &#xAE30;&#xACC4; &#xD65C;&#xB3D9;&#xC744; &#xCE21;&#xC815; &#xD558;&#xAE30; &#xC704;&#xD574; &#xAC1C;&#xBCC4; DNA &#xBD84;&#xC790;&#xC758; &#xD750;&#xB984; &#xC2A4;&#xD2B8;&#xB808;&#xCE6D; &#xACB0;&#xD569; &#xD558; &#xC5EC; &#xC0C8;&#xB85C;&#xC6B4; &#xB2E8;&#xC77C; &#xBD84;&#xC790; &#xBD84;&#xC11D; &#xACB0;&#xACFC; &#xAC1C;&#xBC1C;. T7 &#xBC15;&#xD14C;&#xB9AC;&#xC624;&#xD30C;&#xC9C0; replisomes&#xC758; DNA &#xD569;&#xC131; &#xD6A8;&#xC18C; stoichiometry&#xB97C; &#xC0C1;&#xD638; &#xC5F0;&#xACB0;, &#xC591;&#xC801; &#xD6A8;&#xC18C; exchange &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998;&#xC744; &#xC124;&#xBA85;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xC2EC;&#xC9C0;&#xC5B4;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC0C1;&#xB300;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xACB8;&#xC190; &#xD55C; &#xD6A8;&#xC18C; &#xB18D;&#xB3C4; (&sim;2 nM), &#xC218;&#xC6A9; &#xC131; &#xD3F4; &#xC801;&#xADF9;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xC885;&#xD569; replisome&#xB97C; &#xBAA8;&#xC9D1; &#xD558; &#xACE0; &#xADF9;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xB85C;&#xCEEC; &#xD6A8;&#xC18C; &#xB18D;&#xB3C4; &#xC99D;&#xAC00; &#xCC3E;&#xC73C;&#xC2ED;&#xC2DC;&#xC624;. &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xCD08;&#xACFC; &#xD3F4;&#xAE4C;&#xC9C0; replisome &sim;50 s t 7&#xC740; helicase&#xC640; &#xC815;&#xC804;&#xAE30; &#xC0C1;&#xD638; &#xC791;&#xC6A9;&#xC744; &#xD1B5;&#xD574; &#xC218; &#xB3D9;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xC5F0;&#xAD00; &#xB1CC;&#xAD00; &#xD15C;&#xD50C;&#xB9BF;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC885;&#xD569; &#xD6A8;&#xC18C;&#xC758; &#xCD94;&#xACC4; &#xBC0F; &#xACFC;&#xB3C4; &#xBD84;&#xB9AC; &#xD6A8;&#xC18C; &#xAD50;&#xD658; &#xC774;&#xBCA4;&#xD2B8;&#xAC00; &#xBC1C;&#xC0DD;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xC0B4; &#xADE0; &#xC18C; T7 replisome &#xAD6C;&#xC131; &#xBC0F; &#xAE30;&#xB2A5; &#xB3D9;&#xC2DC; &#xB2E8;&#xC77C; &#xBD84;&#xC790; &#xCE21;&#xC815; &#xD6A8;&#xC18C; exchange &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998;&#xC744; &#xACF5;&#xAC1C;.

Una comprensi&#xF3;n completa de los mecanismos moleculares que subyacen al funcionamiento de los grandes complejos multiproteicos, requiere de herramientas experimentales capaces de visualizar al mismo tiempo la arquitectura molecular y la actividad enzim&#xE1;tica en tiempo real. Hemos desarrollado un nuevo ensayo de una sola mol&#xE9;cula que combina el flujo de estiramiento de las mol&#xE9;culas de ADN individuales para medir la actividad de la maquinaria de replicaci&#xF3;n del ADN-con la visualizaci&#xF3;n de las polimerasas de ADN marcadas fluorescentemente en el tenedor de replicaci&#xF3;n. Al correlacionar estequiometr&#xED;a polimerasa con la s&#xED;ntesis de ADN de T7 replisomes bacteri&#xF3;fagos, que son capaces de describir cuantitativamente el mecanismo de cambio de la polimerasa. Nos parece que incluso en concentraciones relativamente modesto de la polimerasa (~ 2 nm), polimerasas solubles son reclutados para una replisoma activa la s&#xED;ntesis, aumentando dram&#xE1;ticamente la concentraci&#xF3;n de la polimerasa local. Estas polimerasas exceso permanecer pasivamente asociado con el replisoma a trav&#xE9;s de interacciones electrost&#xE1;ticas con la helicasa T7 para ~ 50 s hasta una disociaci&#xF3;n estoc&#xE1;stico y transitorios de la polimerasa sintetizar a partir del iniciador-plantilla permite un evento de intercambio polimerasa que se produzca.

Las medidas simult&#xE1;neas de una sola mol&#xE9;cula de Fago T7 replisoma Composici&#xF3;n y funci&#xF3;n de revelar el mecanismo de intercambio de la polimerasa

&#x5728; DNA &#x590D;&#x5236;&#x8FC7;&#x7A0B;&#x7684;&#x79BB;&#x6563;&#x5188;&#x5D0E;&#x7247;&#x6BB5;&#x91CD;&#x590D;&#x5408;&#x6210;&#x9700;&#x8981;&#x673A;&#x5236;&#x4FDD;&#x8BC1; DNA &#x805A;&#x5408;&#x9176;&#x3001; &#x5939;&#x548C; primase &#x86CB;&#x767D;&#x662F;&#x76EE;&#x524D;&#x4E3A;&#x6BCF;&#x4E2A;&#x5468;&#x671F;&#x3002;&#x5927;&#x80A0;&#x57C3;&#x5E0C;&#x6C0F;&#x5927;&#x80A0;&#x6746;&#x83CC;&#xFF0C;&#x5728;&#x8FD9;&#x4E00;&#x8FDB;&#x7A0B;&#x901A;&#x8FC7;&#x6ED1;&#x52A8;&#x5230;&#x7EC4;&#x88C5;&#x65B0; RNA &#x5E95;&#x6F06;&#x4E0A;&#x5939;&#x5939;&#x7559;&#x5728;&#x5DF2;&#x5B8C;&#x6210;&#x7684;&#x5188;&#x5D0E;&#x7247;&#x6BB5;&#x7684; &beta; &#x6EDE;&#x540E;&#x7EDE;&#x7EBF;&#x805A;&#x5408;&#x9176;&#x8F6C;&#x79FB;&#x6536;&#x76CA;&#x3002;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x843D;&#x540E;&#x80A1;&#x5939;&#x88AB;&#x8BA4;&#x4E3A;&#x53D7;&#x7EA6;&#x675F;&#xFF0C;replisome &#x4ECE;&#x89E3;&#x51B3;&#x65B9;&#x6848;&#x5E76;&#x52A0;&#x8F7D;&#x4E00;&#x4E2A;&#x65B0;&#x7684;&#x6BCF;&#x4E2A;&#x7247;&#x6BB5;&#x3002;&#x5728;&#x8FD9;&#x91CC;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x8BA8;&#x8BBA;&#x4E86;&#x4EE4;&#x4EBA;&#x60CA;&#x8BB6;&#x3001; &#x66FF;&#x4EE3;&#x843D;&#x540E;&#x7EDE;&#x5408;&#x6210;&#x673A;&#x5236;&#xFF1A; replisome &#x9AD8;&#x6548;&#x7684;&#x590D;&#x5236;&#xFF0C;&#x5728;&#x6CA1;&#x6709;&#x4EFB;&#x4F55;&#x5939;&#x4EE5;&#x5916;&#x7684;&#x7EC4;&#x5408;&#x800C;&#x6210;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x4F7F;&#x7528;&#x5355;&#x5206;&#x5B50;&#x5B9E;&#x9A8C;&#xFF0C;&#x663E;&#x793A;&#x590D;&#x5236;&#x590D;&#x5408;&#x7269;&#x7684;&#x9884;&#x88C5;&#x914D;&#x5BF9; DNA &#x652F;&#x6301;&#x5408;&#x6210;&#x7684;&#x591A;&#x4E2A;&#x5188;&#x5D0E;&#x7247;&#x6BB5;&#x4E2D;&#x6CA1;&#x6709;&#x591A;&#x4F59;&#x7684; &beta; &#x5939;&#x5177;&#x3002;&#x8FD9;&#x4E9B; replisomes&#xFF0C;&#x800C;&#x4E0D;&#x662F;&#x6570;&#x91CF;&#x7684;&#x5408;&#x6210;&#x5188;&#x5D0E;&#x7247;&#x6BB5;&#xFF0C;processivity &#x662F;&#x4F9D;&#x8D56;&#x4E8E; RNA &#x5F15;&#x7269;&#x5408;&#x6210;&#x7684;&#x9891;&#x7387;&#x3002;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x7ED3;&#x679C;&#x6269;&#x5927;&#x6211;&#x4EEC;&#x7684;&#x843D;&#x540E;&#x7EDE;&#x5408;&#x6210;&#x7684;&#x7406;&#x89E3;&#xFF0C;&#x5E76;&#x5F3A;&#x8C03;&#x7A33;&#x5B9A;&#x7684; replisome&#xFF0C;&#x7EE7;&#x7EED;&#x65E0;&#x65B0;&#x5939;&#x5408;&#x6210;&#x3002;

&#x5927;&#x80A0;&#x6746;&#x83CC; DNA &#x590D;&#x5236;&#x4E2D;&#x7F3A;&#x5E2D;&#x7684;&#x514D;&#x8D39; &beta; &#x5939;&#x3002;

During DNA replication, repetitive synthesis of discrete Okazaki fragments requires mechanisms that guarantee DNA polymerase, clamp, and primase proteins are present for every cycle. In Escherichia coli, this process proceeds through transfer of the lagging-strand polymerase from the Î² sliding clamp left at a completed Okazaki fragment to a clamp assembled on a new RNA primer. These lagging-strand clamps are thought to be bound by the replisome from solution and loaded a new for every fragment. Here, we discuss a surprising, alternative lagging-strand synthesis mechanism: efficient replication in the absence of any clamps other than those assembled with the replisome. Using single-molecule experiments, we show that replication complexes pre-assembled on DNA support synthesis of multiple Okazaki fragments in the absence of excess Î² clamps. The processivity of these replisomes, but not the number of synthesized Okazaki fragments, is dependent on the frequency of RNA-primer synthesis. These results broaden our understanding of lagging-strand synthesis and emphasize the stability of the replisome to continue synthesis without new clamps.

E. coli DNA replication in the absence of free Î² clamps.

Au cours de r&#xE9;plication de l&#x26;#39;ADN, la synth&#xE8;se de fragments d&#x26;#39;Okazaki r&#xE9;p&#xE9;titif discr&#xE8;tes exige des m&#xE9;canismes qui garantissent l&#x26;#39;ADN polym&#xE9;rase, une pince, et les prot&#xE9;ines primase sont pr&#xE9;sents pour chaque cycle. Chez Escherichia coli, ce processus produit par le transfert de la polym&#xE9;rase en retard brin de la pince &#x3B2; coulissant &#xE0; gauche &#xE0; un fragment d&#x26;#39;Okazaki achev&#xE9; &#xE0; une pince mont&#xE9;e sur une nouvelle amorce d&#x26;#39;ARN. Ces pinces retard brin sont pens&#xE9;s pour &#xEA;tre li&#xE9; par la r&#xE9;plisome de la solution et a charg&#xE9; un nouveau pour chaque fragment. Ici, nous discutons d&#x26;#39;un &#xE9;tonnant m&#xE9;canisme alternatif de synth&#xE8;se retard brin: r&#xE9;plication efficace en l&#x26;#39;absence de toute pinces autres que ceux assembl&#xE9;s &#xE0; l&#x26;#39;r&#xE9;plisome. En utilisant une seule mol&#xE9;cule d&#x26;#39;exp&#xE9;riences, nous montrons que les complexes de r&#xE9;plication pr&#xE9;-assembl&#xE9;s sur la synth&#xE8;se de l&#x26;#39;ADN du soutien de multiples fragments d&#x26;#39;Okazaki, en l&#x26;#39;absence de pinces &#xDF; exc&#xE8;s. Le processivit&#xE9; de ces replisomes, mais pas le nombre de fragments d&#x26;#39;Okazaki synth&#xE9;tis&#xE9;s, est d&#xE9;pendante de la fr&#xE9;quence de l&#x26;#39;ARN-amorce de synth&#xE8;se. Ces r&#xE9;sultats &#xE9;largissent notre compr&#xE9;hension de retard brin de synth&#xE8;se et de mettre l&#x26;#39;accent sur la stabilit&#xE9; de la r&#xE9;plisome de continuer la synth&#xE8;se sans pinces nouvelles.

E. Coli de r&#xE9;plication de l&#x26;#39;ADN dans l&#x26;#39;absence de Free Pinces b&#xEA;ta

W&auml;hrend der DNA-Replikation erfordert sich wiederholenden Synthese von diskreten Okazaki-Fragmente Mechanismen, die gew&auml;hrleisten, dass DNA-Polymerase, Klemme und Primase Proteine f&uuml;r jeden Zyklus vorhanden sind. Escherichia coli schreitet dieser Prozess durch Umwandlung der Verz&ouml;gerungsstrang Polymerase von der &beta;-Klemme links an eine abgeschlossene Okazaki-Fragment in eine Klemme, montiert auf einem neuen RNS-Z&uuml;ndkapsel schieben. Diese Verz&ouml;gerungsstrang Klemmen werden gedacht, um durch die Replisom von L&ouml;sung gebunden zu sein und ein neues f&uuml;r jedes Fragment geladen. Hier diskutieren wir einen &uuml;berraschenden und alternative Verz&ouml;gerungsstrang Synthese-Mechanismus: effiziente Replikation in Ermangelung jeder Klemmen als die mit dem Replisom zusammengebaut. Anhand Einzelmolek&uuml;l-Experimente zeigen wir, dass die Replikation-komplexe auf DNA-Unterst&uuml;tzung-Synthese mehrere Okazaki-Fragmente keine &uuml;bersch&uuml;ssige &beta; Schellen vormontiert. Die Processivity von diesen Replisomes, aber nicht die Anzahl der Okazaki-Fragmenten synthetisiert, ist abh&auml;ngig von der H&auml;ufigkeit der RNA-Primer-Synthese. Diese Ergebnisse unser Verst&auml;ndnis der Verz&ouml;gerungsstrang Synthese erweitern und betonen die Stabilit&auml;t der Replisom Synthese ohne neue Klemmen weiter.

E. Coli DNA-Replikation keine freie &beta;-Klemmen.

Durante la replicazione del DNA, ripetitive sintesi dei frammenti di Okazaki discreti richiede meccanismi che garantiscono la DNA polimerasi, pinza e primasi proteine sono presenti per ogni ciclo. In Escherichia coli, questo processo procede attraverso il trasferimento della polimerasi in ritardo-filo da &beta; scorrevole pinza sinistra a un frammento di Okazaki completato da una pinza montata su un nuovo primer di RNA. Queste pinze in ritardo-filo sono pensate per essere vincolato dal replisome dalla soluzione e caricata una nuova per ogni frammento. Qui, si discute di un meccanismo di sintesi del filamento lagging sorprendente, alternativa: replica efficiente in assenza di qualsiasi morsetti diversi da quelli assemblati con il replisome. Tramite esperimenti di singola molecola, mostriamo che complessi replica premontati sulla sintesi del DNA il supporto di pi&ugrave; frammenti di Okazaki in assenza di morsetti &beta; in eccesso. Il processivity di questi replisomes, ma non il numero di frammenti di Okazaki sintetizzati, dipende dalla frequenza di sintesi di RNA-primer. Questi risultati ampliano la nostra comprensione della sintesi del filamento in ritardo e sottolineano la stabilit&agrave; del replisome continuare sintesi senza nuove fascette.

Fascette di e. coli la replicazione del DNA in assenza di &beta; libero.

DNA&#x8907;&#x88FD;&#x6642;&#x306B;&#x3001;&#x96E2;&#x6563;&#x5CA1;&#x5D0E;&#x30D5;&#x30E9;&#x30B0;&#x30E1;&#x30F3;&#x30C8;&#x306E;&#x53CD;&#x5FA9;&#x7684;&#x306A;&#x5408;&#x6210;&#x306F;&#x3001;&#x4FDD;&#x8A3C;DNA&#x30DD;&#x30EA;&#x30E1;&#x30E9;&#x30FC;&#x30BC;&#x3001;&#x30AF;&#x30E9;&#x30F3;&#x30D7;&#x3001;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x30D7;&#x30E9;&#x30A4;&#x30DE;&#x30FC;&#x86CB;&#x767D;&#x8CEA;&#x306F;&#x3059;&#x3079;&#x3066;&#x306E;&#x30B5;&#x30A4;&#x30AF;&#x30EB;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x5B58;&#x5728;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x30E1;&#x30AB;&#x30CB;&#x30BA;&#x30E0;&#x3092;&#x5FC5;&#x8981;&#x3068;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x65B0;&#x3057;&#x3044;RNA&#x30D7;&#x30E9;&#x30A4;&#x30DE;&#x30FC;&#x4E0A;&#x306B;&#x7D44;&#x307F;&#x7ACB;&#x3066;&#x30AF;&#x30E9;&#x30F3;&#x30D7;&#x306B;&#x5B8C;&#x4E86;&#x3057;&#x305F;&#x5CA1;&#x5D0E;&#x65AD;&#x7247;&#x306E;&#x307E;&#x307E;&#x3067;&#x3B2;&#x30B9;&#x30E9;&#x30A4;&#x30C7;&#x30A3;&#x30F3;&#x30B0;&#x30AF;&#x30E9;&#x30F3;&#x30D7;&#x304B;&#x3089;&#x30E9;&#x30AE;&#x30F3;&#x30B0;&#x9396;&#x30DD;&#x30EA;&#x30E1;&#x30E9;&#x30FC;&#x30BC;&#x306E;&#x79FB;&#x8EE2;&#x306B;&#x3088;&#x308B;&#x5927;&#x8178;&#x83CC;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x3053;&#x306E;&#x30D7;&#x30ED;&#x30BB;&#x30B9;&#x306F;&#x7D9A;&#x884C;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x30E9;&#x30AE;&#x30F3;&#x30B0;&#x9396;&#x306E;&#x30AF;&#x30E9;&#x30F3;&#x30D7;&#x306F;&#x3001;&#x6EB6;&#x6DB2;&#x304B;&#x3089;replisome&#x306B;&#x62D8;&#x675F;&#x3055;&#x308C;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x8003;&#x3048;&#x3001;&#x3059;&#x3079;&#x3066;&#x306E;&#x30D5;&#x30E9;&#x30B0;&#x30E1;&#x30F3;&#x30C8;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x65B0;&#x305F;&#x306B;&#x30ED;&#x30FC;&#x30C9;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3059;&#x3002; replisome&#x3067;&#x7D44;&#x307F;&#x7ACB;&#x3066;&#x305F;&#x3082;&#x306E;&#x4EE5;&#x5916;&#x306E;&#x30AF;&#x30E9;&#x30F3;&#x30D7;&#x306E;&#x5B58;&#x5728;&#x4E0B;&#x3067;&#x52B9;&#x7387;&#x7684;&#x306A;&#x8907;&#x88FD;&#xFF1A;&#x3053;&#x3053;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x9A5A;&#x304F;&#x3079;&#x304D;&#x3001;&#x5225;&#x306E;&#x30E9;&#x30AE;&#x30F3;&#x30B0;&#x9396;&#x5408;&#x6210;&#x6A5F;&#x69CB;&#x306B;&#x3064;&#x3044;&#x3066;&#x8AAC;&#x660E;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x5358;&#x4E00;&#x5206;&#x5B50;&#x306E;&#x5B9F;&#x9A13;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3057;&#x3066;&#x3001;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x3001;&#x8907;&#x88FD;&#x8907;&#x5408;&#x4F53;&#x306F;&#x3001;&#x904E;&#x5270;&#x306A;&#x3B2;&#x30AF;&#x30E9;&#x30F3;&#x30D7;&#x306E;&#x6709;&#x7121;&#x3067;&#x8907;&#x6570;&#x306E;&#x5CA1;&#x5D0E;&#x30D5;&#x30E9;&#x30B0;&#x30E1;&#x30F3;&#x30C8;&#x306E;DNA&#x306E;&#x30B5;&#x30DD;&#x30FC;&#x30C8;&#x5408;&#x6210;&#x306B;&#x3042;&#x3089;&#x304B;&#x3058;&#x3081;&#x7D44;&#x307F;&#x7ACB;&#x3066;&#x3089;&#x308C;&#x305F;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3002;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;replisomes&#x306E;&#x30D7;&#x30ED;&#x30BB;&#x3067;&#x306F;&#x306A;&#x304F;&#x3001;&#x5408;&#x6210;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x5CA1;&#x5D0E;&#x65AD;&#x7247;&#x306E;&#x6570;&#x306F;&#x3001;RNA-&#x30D7;&#x30E9;&#x30A4;&#x30DE;&#x30FC;&#x5408;&#x6210;&#x306E;&#x5468;&#x6CE2;&#x6570;&#x306B;&#x4F9D;&#x5B58;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x7D50;&#x679C;&#x306F;&#x3001;&#x30E9;&#x30AE;&#x30F3;&#x30B0;&#x9396;&#x5408;&#x6210;&#x306E;&#x6211;&#x3005;&#x306E;&#x7406;&#x89E3;&#x3092;&#x5E83;&#x3052;&#x3001;&#x65B0;&#x3057;&#x3044;&#x30AF;&#x30E9;&#x30F3;&#x30D7;&#x306A;&#x3057;&#x3067;&#x5408;&#x6210;&#x3092;&#x7D99;&#x7D9A;&#x3059;&#x308B;replisome&#x306E;&#x5B89;&#x5B9A;&#x6027;&#x3092;&#x5F37;&#x8ABF;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x7121;&#x6599;&#x3B2;&#x30AF;&#x30E9;&#x30F3;&#x30D7;&#x306E;&#x4E0D;&#x5728;&#x4E0B;&#x3067;&#x5927;&#x8178;&#x83CC;DNA&#x8907;&#x88FD;

DNA &#xBCF5;&#xC81C; &#xD558;&#xB294; &#xB3D9;&#xC548; &#xAC1C;&#xBCC4; &#xC624;&#xCE74;&#xC790;&#xD0A4; &#xC870;&#xAC01;&#xC758; &#xBC18;&#xBCF5;&#xC801;&#xC778; &#xD569;&#xC131; DNA &#xC911; &#xD569; &#xD6A8;&#xC18C;, &#xD074;&#xB7A8;&#xD504;, &#xBC0F; primase &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8;&#xC740; &#xBAA8;&#xB4E0; &#xC0AC;&#xC774;&#xD074;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC874;&#xC7AC;&#xB97C; &#xBCF4;&#xC7A5; &#xD558;&#xB294; &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998;&#xC774; &#xD544;&#xC694; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xB300;&#xC7A5;&#xADE0;,&#xC774; &#xACFC;&#xC815;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC0C8;&#xB85C;&#xC6B4; RNA &#xB1CC;&#xAD00;&#xC5D0; &#xD074;&#xB7A8;&#xD504;&#xB97C; &#xD074;&#xB7A8;&#xD504; &#xC67C;&#xCABD; &#xC644;&#xB8CC; &#xB41C; &#xC624;&#xCE74;&#xC790;&#xD0A4; &#xC870;&#xAC01;&#xC5D0; &#xC2AC;&#xB77C;&#xC774;&#xB529; &beta; &#xB4A4;&#xC9C0;&#xB294; &#xAC00;&#xB2E5; &#xD6A8;&#xC18C;&#xC758; &#xC591;&#xB3C4; &#xC9C4;&#xD589; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xB4A4;&#xC9C0;&#xB294; &#xAC00;&#xB2E5; &#xD074;&#xB7A8;&#xD504;&#xB294; replisome &#xC194;&#xB8E8;&#xC158;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC900;&#xC218;&#xD560; &#xAC83;&#xC744; &#xC0DD;&#xAC01; &#xD558; &#xACE0; &#xBAA8;&#xB4E0; &#xC870;&#xAC01;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC0C8;&#xB85C;&#xC6B4; &#xB85C;&#xB4DC;. &#xC5EC;&#xAE30;, &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xB180;&#xB77C;&#xC6B4; &#xB300;&#xC548; &#xB4A4;&#xC9C0;&#xB294; &#xAC00;&#xB2E5; &#xD569;&#xC131; &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998;&#xC744; &#xB17C;&#xC758;: &#xC774;&#xC678;&#xC758; &#xBAA8;&#xB4E0; &#xD074;&#xB7A8;&#xD504;&#xC758; &#xBD80;&#xC7AC;&#xC5D0; &#xD6A8;&#xC728;&#xC801;&#xC778; &#xBCF5;&#xC81C;&#xB294; replisome&#xC640; &#xC870;&#xB9BD;. &#xB2E8;&#xC77C; &#xBD84;&#xC790; &#xC2E4;&#xD5D8;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC;, &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xBCF5;&#xC81C; &#xB2E8;&#xC9C0; &#xCD08;&#xACFC; &beta; &#xD074;&#xB7A8;&#xD504; &#xC5C6;&#xC774; &#xC5EC;&#xB7EC; &#xC624;&#xCE74;&#xC790;&#xD0A4; &#xC870;&#xAC01;&#xC758; DNA &#xC9C0;&#xC6D0; &#xC885;&#xD569;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC870;&#xB9BD; &#xBCF4;&#xC5EC;&#xC90D;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; replisomes &#xD558;&#xC9C0;&#xB9CC; &#xD569;&#xC131; &#xC624;&#xCE74;&#xC790;&#xD0A4; &#xC870;&#xAC01;&#xC758; &#xC218; &#xC5C6;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4; processivity RNA &#xB1CC;&#xAD00; &#xC885;&#xD569;&#xC758; &#xC8FC;&#xD30C;&#xC218;&#xC5D0; &#xB530;&#xB77C; &#xB2EC;&#xB77C; &#xC9D1;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xACB0;&#xACFC; &#xB4A4;&#xC9C0;&#xB294; &#xAC00;&#xB2E5; &#xD569;&#xC131;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC6B0;&#xB9AC;&#xC758; &#xC774;&#xD574;&#xB97C; &#xD655;&#xB300; &#xD558; &#xACE0; &#xACC4;&#xC18D; &#xC0C8;&#xB85C;&#xC6B4; &#xD074;&#xB7A8;&#xD504; &#xC5C6;&#xC774; &#xD569;&#xC131; replisome&#xC758; &#xC548;&#xC815;&#xC131;&#xC744; &#xAC15;&#xC870;.

&#xBB34;&#xB8CC; &beta; &#xD074;&#xB7A8;&#xD504;&#xC758; &#xBD80;&#xC7AC;&#xC5D0; &#xB300;&#xC7A5;&#xADE0; DNA &#xBCF5;&#xC81C;.

Durante la replicaci&#xF3;n del ADN, s&#xED;ntesis repetitiva de discretos fragmentos de Okazaki requiere mecanismos que la polimerasa de ADN de garant&#xED;a, la abrazadera, y las prote&#xED;nas primase est&#xE1;n presentes para cada ciclo. En E. coli, este proceso pasa a trav&#xE9;s de transferencia de la polimerasa en retraso-hebra de la abrazadera &#x3B2; deslizante a la izquierda en un fragmento de Okazaki completado a una abrazadera montada sobre un nuevo cebador de ARN. Estas abrazaderas cadena retrasada se cree que est&#xE1;n obligados por el replisoma de la soluci&#xF3;n y se carga una nueva para cada fragmento. En este caso, hablamos de una sorprendente alternativa de retraso-cadena mecanismo de s&#xED;ntesis: la replicaci&#xF3;n eficiente en la ausencia de las abrazaderas que no sean las de ensamblaje con el replisoma. Utilizando una sola mol&#xE9;cula de experimentos, se muestra que los complejos de replicaci&#xF3;n pre-ensamblados en la s&#xED;ntesis de ADN apoyo de m&#xFA;ltiples fragmentos de Okazaki, en ausencia de pinzas beta en exceso. La procesividad de estos replisomes, pero no el n&#xFA;mero de fragmentos sintetizados Okazaki, es dependiente de la frecuencia de la s&#xED;ntesis de ARN-cebador. Estos resultados ampl&#xED;an la comprensi&#xF3;n de la s&#xED;ntesis de retraso-cap&#xED;tulo y hacer hincapi&#xE9; en la estabilidad de la replisoma para continuar la s&#xED;ntesis sin pinzas nuevas.

Joseph J. Loparo

Department of Biological Chemistry and Molecular Pharmacology

Harvard Medical School

Visualizing Single-molecule DNA Replication with Fluorescence Microscopy

Direct Observation of Enzymes Replicating DNA Using a Single-molecule DNA Stretching Assay

Joseph J. Loparo

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Harvard Medical School

Visualizing Single-molecule DNA Replication with Fluorescence Microscopy

Direct Observation of Enzymes Replicating DNA Using a Single-molecule DNA Stretching Assay

Department of Biological Chemistry and Molecular Pharmacology