Пошук академічних текстів

Реєстраційний номер

0223U000752, , Науково-дослідна робота

Назва роботи

Комп’ютерне моделювання динаміки подвійної спіралі ДНК та її іон-гідратного оточення в зовнішньому електричному полі

Керівник роботи

Бубон Тетяна Леонідівна,

Дата реєстрації

19-01-2023

Організація виконавець

Інститут теоретичної фізики ім. М. М. Боголюбова Національної академії наук України

Опис

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