Русский
!

Conference publications

Abstracts

XXIII conference

Mobile discrete breathers in DNA molecule

Fakhretdinov M.I., Zakirianov F.K.

Bashkir State Univercity, Zaki Validi Street 32, Ufa, Russia, 450076

1 pp. (accepted)

Дискретные бризеры (ДБ) – это периодические по времени и локализованные в пространстве колебания, возникающие как решения уравнений динамики дискретных нелинейных систем. В настоящее время ДБ исследуются в самых различных областях теоретической физики и физики конденсированного состояния [1]. Одним из наиболее интересных объектов для изучения ДБ и их свойств являются полимерные цепочки и в частности молекула ДНК. В молекуле ДНК ДБ могут локализовать колебательную энергию оснований, способствуя возникновению "денатурационных глазков" (denaturation bubbles) – областей разделения комплементарных цепочек в процессе плавления ДНК [2]. При определённых условиях ДБ могут начать двигаться. Они называются мобильными дискретными бризерами или просто мобильными бризерами (МБ). Они могут быть ответственны за перенос энергии в молекуле ДНК в процессах её функционирования.

Как правило в подавляющем большинстве работ по мобильным бризерам, МБ получены добавлением возмущения определённого вида к скоростной части ДБ. Такие решения мы назвали приближенными МБ. Хотя они имеют достаточно большое время жизни и могут передвигаться на сравнительно большие расстояния, но при движении они постепенно теряют энергию из-за излучения фононов. Численные расчёты, однако, показывают существование в нелинейных решётках так называемых численно точных МБ, передвигающихся без потери энергии и изменения своей формы [3]. Они являются численно точными решениями уравнений движения исследуемой модели. Поэтому представляет интерес получение таких решений в рамках моделей ДНК.

В нашей работе изучаются МБ в одной из самых простых, но вместе с тем эффективно использующейся для описания плавления ДНК модели Пейрара-Бишопа [4]. Получены решения в виде приближенных МБ и численно точных МБ и исследованы их свойства.

Литература

1. Flach S., Gorbach A. Discrete breathers – Advances in theory and applications // Physics Reports Vol. 467, No. 1, Year 2008. Pp. 1-116.

2. Peyrard M. Nonlinear dynamics and statistical physics of DNA // Nonlinearity Vol. 17, No. 2, Year 2004. Pp. 1-40.

3. Aubry S., Cretegny T. Mobility and reactivity of discrete breathers // Physica D: Nonl. Phen. Vol. 119, No. 1-2, Year 1998. Pp. 34-46

4. Peyrard M., Bishop A.R. Statistical mechanics of a nonlinear model for DNA denaturation // Phys. Rev. Lett. Vol. 62, No. 23, Year 1989. Pp. 2755-2758.



© 2004 Designed by Lyceum of Informational Technologies №1533