МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЛОКАЛЬНОГО РАСПЛЕТАНИЯ ДВОЙНОЙ СПИРАЛИ ДНК

Якушевич Л. В.
Институт биофизики клетки РАН, 142292 Пущино
Математическое моделирование внутренней подвижности молекулы ДНК и использование построенных моделей для изучения механизмов функционирования биомолекулы - одно из наиболее интересных и перспективных направлений современной теоретической биофизики. Особый интерес представляет моделирование нелинейной динамики ДНК, имитирующее внутренние движения большой амплитуды. Это направление исследований началось с работы: (Englander S.W. et al., Proc.Natl.Acad.Sci. USA 77(12), 7222, 1980). В последующем был создан ряд простых базовых моделей ДНК (Scott A.C., Comments Mol.Cell.Biol. 3(1),5, 1985; Zhou G.F. et al., Phys.Scripta 43(3), 347, 1991; Yakushevich L.V., Quart.Rev.Biophys. 26(3), 201, 1993; Gaeta G., et al., Rev.Nuovo.Cimento., 17(4), 1, 1994). Такие простые модели, зачастую описывающие только один тип внутренних движений в ДНК, были использованы для интерпретации имеющихся экспериментальных данных, а также для объяснения некоторых элементов в сложном механизме функционирования ДНК (Yakushevich L.V., Nonlinear Physics of DNA., John Wiley & Sons, Chichester, 1998). В настоящее время исследования основываются на новых и более надежных экспериментальных данных и теоретических моделях. Один из путей построения таких моделей, основанный на комбинации двух или более простых базовых моделей ДНК, обсуждается в настоящей работе. В качестве примера мы приводим алгоритм построения модели, имитирующей локальное расплетание двойной спирали ДНК. В качестве базовых моделей использовалась модель (Peyrard M. et al., Phys.Rev.Lett., 62(23), 2775, 1989), описывающая поперечные движения в ДНК, и модель, предложенная в одной из наших ранних работ (Yakushevich L.V., Phys.Lett., A-136(7-8), 413, 1989), для описания торсионных движений в ДНК. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (Грант № 97-04-48417).