|
Архив публикацийТезисыXX-ая конференцияВлияние бистабильности на динамику молекулы ДНК в различных процессах119991, Москва, ул. Косыгина, д. 4, ИХФ РАН, отдел полимеров 1 стр. (принято к публикации)Одной из главных молекул в живой природе является молекула ДНК, и именно исследование данной молекулы привлекает все больше внимания ученых из разных областей - физики, химии, биологии. Однако экспериментальные исследования данной молекулы имеют ряд ограничений. Многие структуры, существенные для понимания механизма таких важных явлений, как А-В переход, плавление, упаковка двойной спирали, оказываются короткоживущими. Также экспериментально трудно получить информацию об энергетических вкладах различных областей молекулы и взаимодействий между ее частями при важных физических процессах без существенного возмущения системы. В связи с этим возникли компьютерные методы и модели. Наиболее наглядным методом является полноатомная молекулярная динамика, однако при моделировании сложных систем возникают существенные ограничения. При исследовании больших отрезков ДНК приходится ограничиваться небольшими отрезками времени наблюдения, а длительное наблюдение динамики возможно только для сравнительно небольших молекул. Ранее нами была предложена крупно-зернистая модель[1,2], которая значительно эффективнее полноатомного представления в компьютерном счете, однако практически полностью описывает структуру двойной спирали ДНК, воспроизводит спиральные параметры, скорость продольного и крутильного звука, качественные особенности поведения при растяжении. Однако существенным ограничением нашей модели было то, что она описывала только незначительные отклонения от основного состояния – В-формы ДНК, тогда как даже при молекулярно-динамические расчеты молекулы ДНК в В-форме наблюдаются заметные отклонения в сторону А-конформации. В данной работе, проанализировав полноатомную динамику, мы провели модернизацию нашей модели и учли возможность конформационного перехода от А-ДНК к В-ДНК. Для этого был введен двухъямный потенциал, позволяющий учесть две конформации рибозного кольца. Наличие такой подвижности в нашей модели позволяет значительно более точно моделировать динамику молекулы ДНК как в В-, так и в А-форме, что, в свою очередь, позволяет получать численное согласие механических параметров с экспериментальными значениями, а также адекватно описывать поведение двойной спирали в широком спектре физических условий. [1] Savin A.V., Mazo M.А., Kikot I.P., Manevitch L.I., Onufriev A. V. Heat conductivity of the DNA double helix // Phys.Rev. B , v. 83, 2011, p. 245406. [2] Кикоть И.П., Савин А.В., Зубова Е.А., Мазо М.А., Гусарова Е.Б., Маневич Л. И., Онуфриев А. В. Новая крупнозернистая модель ДНК // Биофизика, т. 56, No. 3, 2011, стр. 396-402. |
