This review describes the results obtained by using free-solution capillary electrophoresis to probe the electrostatic and hydrodynamic properties of DNA in solutions containing various monovalent cations. In brief, we found that the mobilities of double-stranded DNAs (dsDNAs) increase with increasing molecular weight before leveling off and becoming constant at molecular weights ≥400 bp. The mobilities of single-stranded DNAs (ssDNAs) go through a maximum at ∼10–20 nucleotides before decreasing and becoming constant for oligomers larger than ∼30–50 bases. The mobilities of both ss- and dsDNAs increase linearly with the logarithm of increasing charge per unit length and decrease linearly with the logarithm of increasing ionic strength. Surprisingly, ss- and dsDNA mobilities level off and become nearly constant at ionic strengths ≥0.6 M. The thermal stabilities of dsDNAs decrease linearly with increasing solution viscosity. The diffusion coefficients of dsDNA are modulated by the diffusion coefficients of their counterions because of electrostatic DNA-cation coupling interactions. Finally, the anomalously slow mobilities observed for A-tract-containing DNAs can be attributed both to differences in shape and to the preferential localization of small cations in the A-tract minor groove. Since many of these results are mirrored in other polyion-counterion systems, free-solution electrophoresis can be viewed as a reporter of the electrostatics and hydrodynamics of highly charged polyions. New results describing the mobilities of dsDNA analogues of a microRNA-messenger RNA complex are also presented.

中文翻译：

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使用毛细管电泳表征含有各种单价阳离子的溶液中 DNA 的流体动力学和静电特性

这篇综述描述了通过使用游离溶液毛细管电泳探测 DNA 在含有各种单价阳离子的溶液中的静电和流体动力学特性所获得的结果。简而言之，我们发现双链 DNA (dsDNA) 的迁移率随着分子量的增加而增加，然后在分子量≥400 bp 时趋于平稳并变得恒定。单链 DNA (ssDNAs) 的迁移率在 10-20 个核苷酸处达到最大值，然后对于大于 30-50 个碱基的寡聚体降低并变得恒定。ss- 和 dsDNA 的迁移率都随着每单位长度电荷增加的对数线性增加，并随着离子强度增加的对数线性减少。令人惊讶的是，在离子强度≥0.6 M 时，ss-和 dsDNA 迁移率趋于平稳并变得几乎恒定。dsDNA 的热稳定性随着溶液粘度的增加而线性下降。由于静电 DNA-阳离子耦合相互作用，dsDNA 的扩散系数受其抗衡离子的扩散系数的调节。最后，对于含有 A 束的 DNA 观察到的异常缓慢的迁移可归因于形状差异和小阳离子在 A 束小沟中的优先定位。由于许多这些结果反映在其他聚离子反离子系统中，因此可以将自由溶液电泳视为高电荷聚离子的静电和流体动力学的报告。还介绍了描述 microRNA-信使 RNA 复合物的 dsDNA 类似物的迁移率的新结果。由于静电 DNA-阳离子耦合相互作用，dsDNA 的扩散系数受其抗衡离子的扩散系数的调节。最后，对于含有 A 束的 DNA 观察到的异常缓慢的迁移可归因于形状差异和小阳离子在 A 束小沟中的优先定位。由于许多这些结果反映在其他聚离子反离子系统中，因此可以将自由溶液电泳视为高电荷聚离子的静电和流体动力学的报告。还介绍了描述 microRNA-信使 RNA 复合物的 dsDNA 类似物的迁移率的新结果。由于静电 DNA-阳离子耦合相互作用，dsDNA 的扩散系数受其抗衡离子的扩散系数的调节。最后，对于含有 A 束的 DNA 观察到的异常缓慢的迁移可归因于形状差异和小阳离子在 A 束小沟中的优先定位。由于许多这些结果反映在其他聚离子反离子系统中，因此可以将自由溶液电泳视为高电荷聚离子的静电和流体动力学的报告。还介绍了描述 microRNA-信使 RNA 复合物的 dsDNA 类似物的迁移率的新结果。对含有 A 束的 DNA 观察到的异常缓慢的迁移可归因于形状的差异和小阳离子在 A 束小沟中的优先定位。由于许多这些结果反映在其他聚离子反离子系统中，因此可以将自由溶液电泳视为高电荷聚离子的静电和流体动力学的报告。还介绍了描述 microRNA-信使 RNA 复合物的 dsDNA 类似物的迁移率的新结果。对含有 A 束的 DNA 观察到的异常缓慢的迁移可归因于形状的差异和小阳离子在 A 束小沟中的优先定位。由于许多这些结果反映在其他聚离子反离子系统中，因此可以将自由溶液电泳视为高电荷聚离子的静电和流体动力学的报告。还介绍了描述 microRNA-信使 RNA 复合物的 dsDNA 类似物的迁移率的新结果。自由溶液电泳可以被视为高电荷聚离子的静电和流体动力学的报告者。还介绍了描述 microRNA-信使 RNA 复合物的 dsDNA 类似物的迁移率的新结果。自由溶液电泳可以被视为高电荷聚离子的静电和流体动力学的报告者。还介绍了描述 microRNA-信使 RNA 复合物的 dsDNA 类似物的迁移率的新结果。