Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Нелинейная физика ДНК..pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
16.39 Mб
Скачать

Уравнения, отвечающие этому гамильтониану, были решены числен­ но [32] и найдены солитоноподобные решения, имитирующие открытые состояния ДНК.

5.3.6. Модель Барби

Вмодели Марии Барби и соавторов [265,266] учитываются топо­ логические ограничения, накладываемые спиральностью структуры мо­ лекулы. Это обстоятельство способствует улучшению подхода Пейарда

иБишопа [34,262] в направлении более реалистического описания ди­ намики ДНК.

Вмодели Барби группа, состоящая из сахарного кольца и связан­ ного с ним основания, трактуется как точечная масса (без различия между разными видами оснований). Фосфатный остов между двумя па­ рами оснований моделируется как эластичный стержень. Дополнитель­

ное крутильное движение вводится путем разрешения двум основаниям в каждой паре двигаться в плоскости пары оснований вместо ограниче­ ния их движением по линии. Для удобства проведения расчетов была выбрана полярная система координат. Такая модель не претендует на описание акустических движений молекулы, поскольку в ней рассмат­ риваются только растяжения пар оснований. В расчетах такое ограни­ чение достигается путем фиксации центра масс пар оснований, то есть предполагается, что два основания в паре могут двигаться только сим­ метрично относительно оси молекулы. Чтобы описать растяжение пары оснований, а также изменение угла поворота спирали, в модели Барби используются две степени свободы на каждую пару оснований: коорди­ наты гп и <рп одного из двух оснований относительно фиксированной системы отсчета.

Так же как и в модели Пейарда и Бишопа [34,262], авторы исполь­ зовали потенциал Морзе для описания водородных связей, соединяющих основания внутри пары с некоторым равновесным расстоянием До.

Правильный выбор взаимодействия между радиальной и угловой переменными должен воспроизводить равновесную спиральную струк­ туру. В ДНК такая структура является результатом конкуренции между гидрофобным эффектом (который стремится выбросить воду из ядра мо­ лекулы путем сближения плоскостей соседних пар оснований) и жест­ костью двух нитей (которая отделяет внешние концы пар оснований на некоторую фиксированную длину, соразмерную с длиной фосфата).