Архив публикаций

Тезисы

XV-ая конференция

Давление как управляющий параметр В-Z переходов в молекуле ДНК

Немцов В.Б., Камлюк А.Н., Ширко А.В.

Белорусский государственный технологический университет, ф-т. Химической технологии и техники, каф. Теоретической механики, Республика Беларусь, 220050, г. Минск, ул. Свердлова 13а

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.

• открыть в PDF формате