Русский
!

Conference publications

Abstracts

XVIII conference

Investigation of DNA Mechanical Properties by using the coarse-grained model

Kikot I., Mazo M., Savin A.

117461, Moscow, Sevastopolsky, 73-70

1 pp. (accepted)

Изучение механических свойств ДНК очень важно для понимания механизмов микробиологических процессов, в которых участвует эта молекула. Большой интерес, в частности, вызывает упаковка ДНК и ее взаимодействия с белками, т.к. при этом на малых масштабах молекула оказывается гораздо более гибкой, чем это можно было бы предположить из экспериментов, посвященных большим масштабам. Кроме того, знание механических свойств необходимо при создании ДНК-содержащих наноустройств. В последнее десятилетие значительно возрoсли возможности проведения экспериментов, которые имеют дело с одиночными молекулами. В частности, появилась возможность экспериментально измерять механические свойства одиночной молекулы ДНК, в то же время результаты таких экспериментов допускают различные интерпретации. В связи с этим особую роль начинает играть изучение механических свойств молекулы ДНК с помощью компьютерного моделирования.

Для решения данной задачи используется новая крупно-зернистая модель ДНК, где каждая пара оснований представляется 12 зернами. Взаимодействие зерен описывается системой потенциалов, разработанной на основе результатов полноатомного моделирования. Такой подход, с одной стороны, позволяет с большой точностью воспроизвести основные особенности подвижности молекулы, а с другой стороны, является достаточно эффективным с вычислительной точки зрения и позволяет рассматривать достаточно протяженные молекулы.

В работе моделируется растяжение молекулы ДНК при разных условиях: однородное растяжение различных последовательностей оснований при нулевой температуре и растяжение при комнатной температуре. Кроме того, ряд дополнительных расчетов позволяет изучить роль различных типов взаимодействий.

Одной из характерных особенностей молекулы ДНК является наличие участка постоянной силы на диаграмме "сила - растяжение" , природа которого до сих пор вызывает споры. Такая диаграмма, полученная в рамках нашей модели, хорошо согласуется с экспериментальными данными, а детальный анализ зависимости энергии однородного состояния от растяжения позволяет выдвинуть новое объяснение нетипичного характера зависимости силы от растяжения. Кроме того, проведенные расчеты дают возможость предсказать изменение структуры молекулы при растяжении, а также выявить влияние различных типов взаимодействий на формирование двойной спирали при механической нагрузке.



© 2004 Designed by Lyceum of Informational Technologies №1533