Der Tunneleffekt im Hinblick auf Mutationen der DNA Andrea Hinteramskogler
Einteilung Der Tunneleffekt allgemein Radikale Wirkung des Vitamin C Rolle des Tunneleffekts Isotopeneffekt Nachweis für Tunneleffekt
Der Tunneleffekt Klassisch: Teilchen kann Potentialbarriere nur überqueren, wenn seine Energie höher ist als das Potential Quantenmechanik: Teilchen mithilfe der Wellenfunktion beschrieben Wahrscheinlichkeit das Teilchen auf der anderen Seite des Potentials zu finden ist größer Null
Radikale Atome/ Moleküle mit mindestens einem ungepaarten Valenzelektron Meist sehr reaktionsfreudig entstehen in den Zellen durch UV-Strahlung oder Röntgenstrahlung OH-Radikale: kurzlebig; Lebensdauer < 1ms; großflächige DNA Veränderungen Langlebige-Radikale: z.B. Sulfinyl Radikal; punktweise DNA Veränderungen
Wirkung des Vitamin C Vitamin C ist ein Radikalfänger bzw. Antioxidans Radikalfänger inaktivieren im Organismus reaktive Radikale deren übermäßiges Vorkommen zu oxidativen Stress führt Wirkung auf OH-Radikale: Zugabe vor der Bestrahlung verhindert große Schäden an der DNA Zugabe nach der Bestrahlung hat keinen Effekt Wirkung auf Langlebige-Radikale: wirksam bei Zugabe vor und nach der Bestrahlung
Rolle des Tunneleffekts Bei sehr tiefen Temperatur klassische Reaktion fast vollkommen ausgeschlossen Bei Raumtemperatur sowohl klassische Reaktion als auch Tunnelreaktion Reales Zellsystem zu komplex, daher wurde eine Protein-Albuminlösung verwendet
Der Isotopeneffekt Generell sehr klein, da der Massenunterschied meist gering Nur bei Wasserstoff markante Unterschiede: Grund: Deuterium doppelt so schwer wie ein Protium Tiefere Nullpunktschwingungsenergie Verhalten ist quasi klassischer Höhere Aktivierungsenergie bei chemischen Reaktionen
Nachweis des Tunneleffektes Vergleich der Geschwindigkeitskonstanten Kh und Kd R* + h-Vitamin C RH + h-Vitamin C* R* + d-Vitamin C RH + d-Vitamin C* Art der Reaktion Isotopeneffekt für die Geschwindigkeitskonstanten Experimenteller Wert > 20-50 Klassische Reaktion < 6 Tunnelreaktion (Parabel) 20-70 Tunnelreaktion (Eckart Barriere) 20-60
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