Conference publications

Abstracts

XV conference

Pressure as the control parameter of В-Z transitions in a DNA molecule

Nemtsov V.B., Kamluk A.N., Shirko A.V.

Belarusian State Technological University, faculty of the chemical technology and engineering, department of the theoretical mechanics, Republic of Belarus 13a, Sverdlov st., Minsk 220050

Исследование упругих свойств молекулы ДНК при высоких давлениях является актуальной задачей биофизики. В настоящее время молекула ДНК широко используется в качестве основного элемента наномеханических устройств (см., например, [1]). В основе функционирования подобного рода устройств лежит B-Z переход, инициируемый в молекуле ДНК химическими веществами. Согласно экспериментальным данным (см. обзор [2]), B-Z переход наблюдается в молекулах ДНК, находящихся под избыточным давлением. Для исследования роли давления как управляющего параметра B-Z переходов проведены теоретические расчеты.

В процессе продольного растяжения происходит поперечное сжатие молекулы ДНК, в результате которого азотистые основания испытывают действие боковых сжимающих сил, вызванных деформацией остова. Для описания процесса растяжения-сжатия в работе [3] была предложена модель ДНК, учитывающая излом азотистых оснований вдоль оси молекулы. Впоследствии эта модель была адаптирована на случай действия на молекулу избыточного давления [4]. Анализ результатов этих расчетов показал, что в молекуле ДНК, которая растягивается при наличии избыточного давления, возможен B-Z переход, который описан в работе [2]. Кроме того, рассчитанное значение этого давления (12 кбар) хорошо согласуется с экспериментальными данными (10 кбар), согласно результатам, представленным в [2]. Таким образом, использование избыточного давления в качестве управляющего параметра может являться альтернативным методом управления B-Z переходами в наномеханических устройствах.

Литература

1. Нейдриен С. Нанотехнология и двойная спираль // В мире науки № 9, 2004. Стр. 1-6.

2. Starikov E.B. Chemical physics of solid-state nucleic acids: new intriguing horizons // Physics Reports 284, 1997. Pp. 1-89.

3. Немцов В.Б., Камлюк А.Н., Ширко А.В Построение модели сверхрастяжения молекулы ДНК // Труды БГТУ. Сер. физ.-мат. науки и информатика 11, 2003. Стр. 45-49.

4. Немцов В.Б., Камлюк А.Н., Ширко А.В Построение механической модели растяжения-сжатия молекулы ДНК при высоких давлениях. Описание B-Z переходов // Труды БГТУ. Сер. физ.-мат. науки и информатика 15, 2007. Стр. 41-43.

• view as PDF