Для изучения взаимодействия динуклеотидов с водным окружением проведено компьютерное моделирование систем, содержащих динукелеотиды (ApA, ApT, TpT, TpU, UpT, UpU, GpG, GpC, CpC и др.) и водные кластеры различных размеров: 20, 40, 80, 100, 200 и 400 молекул воды. Такие модельные системы воспроизводят взаимодействие компонентов нуклеиновых кислот с водой при разных уровнях относительной влажности. Расчеты выполнены методом Монте Карло в каноническом (N,V,T) ансамбле. Молекулы воды в процессе моделирования смещались согласно алгоритму Метрополиса. В расчетах использовалось кластерное приближение; системы помещались в центр сферы с жесткими отражательными стенками так, что центр масс "раствора" совпадал с центром сферы. Радиусы сфер выбирались в зависимости от размеров водного кластера от 16А до 26А. Для расчетов энергии межмолекулярного взаимодействия вода-динуклеотид и вода-вода использовались полуэмпирические атом-атомные потенциальные функции с параметрами Полтева; торсионные углы динуклеотидов изменялись согласно алгоритму Метрополиса Стартовая геометрия динуклеотидов соответствовала А- или В- форме с оптимизацией в вакууме по алгоритму Метрополиса. Энергетически выгодная в вакууме конфигурация динуклеотида помещалась в водный кластер и выполнялось моделирование гидратации динуклеотидов. Получены следующие энергетические характеристики изученных систем: средняя полная энергия взаимодействия в системе, включающая в себя взаимодействие вода-вода, вода - динуклеотид и конформационную энергию динуклеотида; средняя энергия взаимодействия вода-вода; средняя энергия взаимодействия динуклеотид - вода; удельная энергия взаимодействия вода-вода, приходящаяся на одну молекулу воды; удельная энергия взаимодействия динуклеотид - вода, приходящаяся на одну молекулу воды; избыточная энергия гидратации DE и вычислено t = t0. exp (-DE/RT), (t₀ = 0,9. 10^-11 сек,) - время дипольной релаксации молекулы воды в связанном состоянии. Значения избыточной энергии гидратации и времен дипольной релаксации молекул воды в связанном состоянии коррелируют с экспериментальными результатами, полученными калориметрически для полинуклеотидов в процессе их дегидратации. Проведен анализ энергетических и структурных характеристик изученных систем. Показано значительное отличие во взаимодействии динуклеотидов АА, АТ, и GG, GС с водным окружением для всех размеров водных кластеров как по уровню гидратации, так и по влиянию на структуру растворителя. Анализ структурных характеристик водных кластеров (число водородных связей, образуемых молекулами воды в кластере, и число водородных связей, приходящихся на одну молекулу воды) и мгновенных конфигураций систем позволяет определить сетки из молекул воды вблизи гидратноактивных центров динуклеотидов. Проанализировано изменение конформационных параметров динуклеотидов в зависимости от размеров водных кластеров.