在严格的超螺旋dna dna相互作用被一个小有效电荷密度

克里斯托弗•Maffeo罗伯特•Schopflin Hergen Brutzer, Rene Stehr,阿列克谢Aksimentiev Gero Wedemann,拉尔夫·塞德尔
物理评论列托人105 (15)158101 (2010)
DOI:10.1103 / PhysRevLett.105.158101PMID:21230940助理

突出

DNA是著名的被称为遗传信息的载体,分子的结构和动力学方面往往被忽视。然而,大多数细胞过程涉及DNA无法理解而不考虑其与其他DNA和蛋白质的相互作用。这样的相互作用可以产生自组装结构,例如DNA超螺旋,我们努力理解使用自底向上方法通过检查最基本的成分更大更复杂的系统。因此,在与团体的合作拉尔夫·塞德尔在德累斯顿技术大学Gero Wedemann应用科学大学的斯特拉松德,我们已经检查了在同向双股螺旋DNA超螺旋之间的交互使用磁性镊子,粗粒度的蒙特卡罗和原子的分子动力学模拟。我们的基础上以前的工作之间的有效力量,我们组并行DNA单价电解质在不同离子浓度。我们的模拟表明,DNA分子之间的力远小于Debye-Huckel缸预测的模型和连续介质模型无法描述DNA静电学。我们进一步证明dna dna相互作用在单价电解质使用这个简单的圆柱体模型很好地描述提供了一个重要的适应性因素是就业。应用这个模型提供粗粒度的蒙特卡罗模拟结果与实验结果的协议在一个广泛的浓度。这项工作的描述报告出现在物理评论快报

文摘

对基因组dna dna相互作用是重要的压实和转录监管。在如此复杂的研究过程中,DNA通常被建模为一个均匀带电圆柱体和它的静电相互作用计算框架内的Poisson-Boltzmann方程。通常,适应因素是用于解决这种理论方法的局限性。尽管相当大的理论和实验工作,缺乏严格的定量评估这个参数。这里,我们综合特征DNA DNA相互作用的单价离子通过分析单个DNA分子的行为成为超螺旋恒张力下举行。这个过程的理论模型和粗粒度的模拟显示惊人的小有效的DNA的名义上的电荷密度的40%,另外支持的所有原子分子动力学模拟。