Реєстраційний номер
0223U000752,
0121U111838
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Комп’ютерне моделювання динаміки подвійної спіралі ДНК та її іон-гідратного оточення в зовнішньому електричному полі
Назва етапу роботи
Керівник роботи
Бубон Тетяна Леонідівна,
Дата реєстрації
19-01-2023
Організація виконавець
Інститут теоретичної фізики ім. М. М. Боголюбова Національної академії наук України
Опис етапу
Метою роботи є дослідження методами комп’ютерного моделювання динаміки макромолекули ДНК під дією зовнішнього електричного поля, а також взаємодії атомних груп ДНК з її іон-гідратним оточенням.
Макромолекула ДНК в ядрі живої клітини знаходиться в розчині, який здебільшого складається з молекул води та протиіонів. Склад цього розчину відіграє вирішальну роль у стабілізації ДНК у вигляді подвійної спіралі, визначає її форму, а також впливає на її стабільність. Відповідно, якщо характер цього розчину певним чином змінити, це вплине на всі подальші процеси функціонування ДНК в клітині, а також на процеси передачі генетичної інформації. У взаємодії ДНК з її іон-гідратним оточенням можна виділити два важливих аспекти — взаємодія з протиіонами, а також взаємодія із гідратною оболонкою (молекулами води).
В першій частині роботи досліджено механіку макромолекули ДНК під дією зовнішнього електричного поля. Будуть проведені симуляції системи з макромолекули ДНК у водно-іонному
розчині для різних значень частоти та амплітуди зовнішнього періодичного електричного поля. З отриманих результатів моделювання розраховано конформаційні параметри подвійної спіралі ДНК, зокрема параметри ступенів вільності нуклеїнових основ у комплементарних парах, а також параметри рухів пар основ в цілому відносно інших пар основ. Також знайдено частоту зовнішнього поля, за якої амплітуда коливань конформаційних параметрів є максимальною.
В другій частині роботи буде досліджена взаємодія макромолекули ДНК з її гідратною оболонкою. Буде проведено моделювання системи з олігомеру ДНК, нейтралізованого протиіонами, у водяному кубі. Буде розраховано густину коливальних станів молекул води відносно атомних груп ДНК у різних гідратних оболонках макромолекули, а також у жолобах подвійної спіралі. Розраховану залежність густини коливальних станів від частоти буде порівняно з експериментальними спектрами інфрачервоного поглинання, а також комбінаційного розсіяння.
Опис продукції
Автори роботи
Здоревський Олексій Олександрович
Додано/оновлено в НРАТ
2023-01-19
