DNA凝聚構(gòu)象及DNA分子歐拉臨界力研究.pdf

1、聚電解質(zhì)凝聚一直以來備受關(guān)注，原因之一在于反離子行為的復(fù)雜性，即反離子如何平衡電解質(zhì)的電荷。關(guān)于聚電解質(zhì)凝聚問題的研究一直集中在 DNA凝聚方面，而且單分子實驗給出了諸如 DNA凝聚過程呈現(xiàn)不連續(xù)性等有意義的結(jié)果，亟待理論工作揭示其物理機制。
　　基于凝聚反離子強關(guān)聯(lián)性質(zhì)，建立DNA分子凝聚強關(guān)聯(lián)模型，基于該模型并利用Monte Carlo模擬方法研究DNA分子凝聚相關(guān)性質(zhì)。凝聚過程中，凝聚構(gòu)象回轉(zhuǎn)半徑“臺階式”變化，DNA凝聚過

2、程呈現(xiàn)不連續(xù)性；片段自相關(guān)定量表征DNA凝聚構(gòu)象中成環(huán)數(shù)目，凝聚相圖表明DNA凝聚構(gòu)象大多數(shù)為復(fù)雜花樣結(jié)構(gòu)，凝聚成環(huán)的概率較小。
　　最近的熒光單分子實驗測得9.18nm長度 DNA分子的張力約為6pN，考慮誤差±5pN，力的范圍為1～11pN，理論值為25.4pN，實驗值與理論值差別很大。為探究其原因，利用Monte Carlo模擬方法，開展以下工作：
　　(1)建立DNA微力學(xué)彈簧模型，研究DNA分子歐拉臨界力。同時考慮

3、溫度、kink結(jié)構(gòu)對 DNA分子歐拉臨界力的影響。模擬結(jié)果表明溫度、kink結(jié)構(gòu)會影響其歐拉臨界力，溫度能夠使DNA“變軟”，即彎折剛度變小，使得其臨界力變小，DNA局部變軟或出現(xiàn)缺陷形成kink結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其受力減小,激發(fā)能越低越容易出現(xiàn)柔性缺陷結(jié)構(gòu)。
　　(2)在已建立的DNA微力學(xué)模型基礎(chǔ)上，考慮單雙鏈結(jié)合處，雙鏈被解鏈，導(dǎo)致單鏈變長，從而導(dǎo)致雙鏈受力減小，本論文主要從該機制出發(fā)解決單分子實驗遇到的困難。模擬結(jié)果表明：單雙鏈連接