DNA動(dòng)力學(xué)特性研究和DNA中孤子傳遞的計(jì)算機(jī)模擬.pdf

1、DNA是遺傳信息的載體，具有特殊的空間構(gòu)象，以執(zhí)行各種生物功能。DNA及其合成材料的優(yōu)良彈性使其成為制作剛性的分子手柄、操縱其他分子的理想材料。DNA的獨(dú)特結(jié)構(gòu)和優(yōu)良性能在生物、醫(yī)學(xué)、材料等學(xué)科有著巨大的應(yīng)用潛力。DNA的分子結(jié)構(gòu)和特性與環(huán)境因素密切相關(guān)，當(dāng)環(huán)境條件改變時(shí)，堿基的堆積、氫鍵相互作用以及磷酸基團(tuán)之間的斥力都將隨之改變。
　　為了能夠闡明DNA的一些特性，本論文研究了DNA結(jié)構(gòu)的彈性系數(shù)以及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，同時(shí)對(duì)孤子能量在D

2、NA中傳遞的模型做了計(jì)算機(jī)模擬，得到了一些研究結(jié)果。
　　第一，利用已有的光鑷實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果，即DNA延展曲線隨鏈向拉力變化的規(guī)律，把B型DNA隨外力變化的趨勢(shì)看作線性變化，并且把堿基對(duì)鍵磷酸骨架的彈性系數(shù)看作是相同，即假設(shè)B型DNA鏈由無數(shù)相同的小彈簧串連在一起，運(yùn)用物理學(xué)中的胡克定律，對(duì)B型DNA的彈性系數(shù)做了估算，計(jì)算結(jié)果顯示B型DNA每個(gè)堿基對(duì)層之間的彈性系數(shù)約為1.47N/m。為DNA的動(dòng)力學(xué)分析提供了一個(gè)參考數(shù)據(jù)。

3、>　　第二，從蛋白數(shù)據(jù)銀行獲得編號(hào)為1LAS的B型DNA晶體數(shù)據(jù)，然后選取其中四個(gè)不同堿基的結(jié)構(gòu)參數(shù)，即四種不同堿基的每個(gè)原子的空間坐標(biāo)，利用數(shù)學(xué)中點(diǎn)到直線距離求出每個(gè)原子到轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離，同時(shí)規(guī)定相同的原子取同樣的質(zhì)量，然后利用物理學(xué)中轉(zhuǎn)動(dòng)慣量求法，獲得了不同堿基繞與磷酸骨架相連鍵旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。計(jì)算結(jié)果胞嘧啶的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量約為1.1×10－44kg*m2，鳥嘌呤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量約為9.8×10－44kg*m2，腺嘌呤的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量約為6.1×10－