高分子扭结有自动解开的趋势吗？ 第1页

"自动解开的趋势"是不会有的。原因是热力学第二定理：对于一个孤立系统，其内部自发进行的与热相关的过程必然向熵增的方向进行。

耳机塞口袋里，耳机线很容易缠结起来。因为对于耳机线来说，完全不缠结，是一种高度有序的状态，其实是非常难以维持的。从熵的角度来说，耳机线缠绕起来可以有无数种缠绕状态；而耳机线完全不缠结只有一种状态。所以耳机线之间的状态就更容易落到缠绕的情况下。

至于普通的高分子，绝大多数是高度缠绕的，永远不可能分开的一团乱麻。

至于DNA，确实是一个特例。DNA在结构上主要有三种拓朴构型的变化：超螺旋（supercoiling）、纽结（knotting）与连锁（catenation）。能够使DNA在不进行DNA复制与转录的时候，尽量维持其紧密性。反之在转录或复制过程中，这些拓扑构型将会阻碍反应。这个时候就需要一种酶，叫拓朴异构酶（英语：Topoisomerase），先把DNA分子切断，解除缠绕。所以说，DNA分子也没有自动解开纽结的方法，也得找把剪刀先切开算了。

拓朴异构酶可依据其作用方式，而分为两种类型：
第一型拓朴异构酶（Type I topoisomerase）：可将一条DNA双股螺旋完全包覆，并以破坏磷酸双酯键的方式切断其中一股DNA，使其产生一个小缺口，此时另一股完整的DNA将会穿过此缺口，之后通道重新黏合。属于这类型的有拓朴异构酶I（topoisomerase I）与拓朴异构酶III（topoisomerase III）等。
第二型拓朴异构酶（Type II topoisomerase）：可将一条DNA双股螺旋上的两股DNA皆切断，产生缺口，使另一条双股螺旋能够穿过此缺口，之后再将通道重新黏合。属于这类型的有拓扑异构酶IIα与拓扑异构酶IIβ等。

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