НАНОТЕХНОЛОГИЯ В БЛИЖАЙШЕМ ДЕСЯТИЛЕТИИ

Моделирование динамики молекулы ДНК

Т. Шлик[13]

Исследования сверхспирали ДНК (образующейся при крупномасштабной пространственной закрутке двойной спирали молекулы ДНК вокруг самой се­бя) важны для понимания свойств ДНК, поскольку именно в такой форме ДНК участвует в важнейших внутриклеточных биологических процессах, в том числе репликации, рекомбинации и транскрипции [4]. Данные по строению

Моделирование динамики молекулы ДНК

Рис. 2.7. Динамика броуновского движения молекулы ДНК. Показано изменение во времени конфигурации замкнутой цепи из 3000 п. н. Выделены положения двух сегментов (расстояние между ними составляет 1200 п. н.) за время около 6 мкс.

ДНК имеют и прикладное значение, так как уточнение топологических и гео­метрических закономерностей укладки и строения сверхспирали ДНК должно способствовать прогрессу в разработке векторов генной инженерии и ингиби­торов топоизомеразы, представляющих собой противораковые и противобак - териальные препараты.

Экспериментальное изучение кинетических аспектов поведения сверхспи­рали ДНК затруднено из-за быстроты протекания процессов, поэтому основ­ное внимание исследователи уделяют моделированию процессов с целью вы­явления их механизмов. Для решения специфичной задачи о взаимодействии звеньев цепочки ДНК была использована макроскопическая модель молекулы ДНК в виде червеобразной цепи, состоящей из нескольких тысяч пар нуклеотидов (п. н.) (диаметр ДНК около 2 нм, длина в растянутом состоянии 340 нм на каждую тысячу п. н.). Расчет этой модели производился по эффектив­ному алгоритму броуновского движения, с учетом потенциальной энергии де­формаций изгиба и кручения, электростатического взаимодействия в условиях экранирования и гидродинамического взаимодействия. Такое комбинирова­ние характеристик позволило моделировать поведение цепи ДНК в течение нескольких миллисекунд, с учетом ключевых факторов конформационной из­менчивости этой молекулы. Полученные оценки времени взаимоупорядоче­ния сегментов могут помочь проведению ранее недоступных экспериментов. Равновесное расположение устанавливается при сближении линейно удален­ных сегментов ДНК в пространстве вследствие внутренней динамики молеку­лы ДНК. Анализируя траектории (такие, как показанные на рис. 2.7 для цепи из 3000 п. н.), можно найти зависимость времени установления взаимного рас­положения звеньев от сверхспиральности, концентрации солей и расстояния между звеньями. Эти данные помогают проанализировать так называемые сайт-специфические реакции рекомбинации, приводящие к снижению време­ни связывания [5].

Кроме того, можно получить и чисто механистическое описание процесса. В настоящее время проводится моделирование более длинных цепей ДНК (включающих до 12 ООО п. н.). Методика модифицируется для учета эффектов, связанных с порядком расположения сегментов.

НАНОТЕХНОЛОГИЯ В БЛИЖАЙШЕМ ДЕСЯТИЛЕТИИ

Российские достижения в наноструктурированной продукции

Применение наноалмазов в ГСМ в Украине В последнее время и в России наметились определенные успехи в практической реализации научных исследований. Так, наноструктурированная продукция инструмен¬тального и триботехнического назначения уже сейчас не …

Глобальная «наногонка»: государственное и частное финансирование

  Национальная нанотехнологическая инициатива США (National Nanotechnology Initiative – NNI), принятая благодаря бывшему президенту Клинтону и вступившая в силу в 2001 г., ознаменовала старт глобальной гонки ведущих мировых экономик в …

Программы по нанотехнологии, Поддержанные ведущими министерствами и организациями

М. К. Роко, Дж. Мердэй[85] Ниже предлагается обзор основных исследовательских и образовательных программ, которые считаются наиболее важными и перспективными феде­ральными министерствами и агентствами. 1. Министерство торговли (вместе с НИСТ). Нанотехнология …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.