Trajectories of the DNA kinks in the sequences containing CDS regions

Кодирующие области (CDS), являющиеся неотъемлемой частью любой последовательности генов, играют важную роль в процессе транскрипции. Одна из задач, связанная с областями CDS, состоит в моделировании прохождения транскрипционных пузырьков, называемых также открытыми состояниями или кинками ДНК, через эти кодирующие области. В этой статье мы представляем простой и удобный подход к моделированию такого прохождения. Он включает расчет энергетического профиля последовательности и приведение исходной задачи к задаче о моделировании движения квази-частицы в поле с этим энергетическим профилем. Для иллюстрации метода, мы приведем результаты расчета траекторий кинков ДНК, движущихся в последовательности гена, кодирующего альфа-интерферон 17 (IFNA17), которая состоит из трех областей: кодирующей области и двух областей с неизвестными функциональными свойствами. Для анализа динамики кинков, мы применяем приближение, в котором параметры ДНК усредняются отдельно по каждой из этих трех областей. При отсутствии диссипации полная энергия кинка постоянна. В то же время скорость кинка постоянна только внутри каждой из областей. При наличии диссипации полная энергия кинка уменьшается. Показано, что чем больше полная начальная энергия кинка, тем быстрее происходит уменьшение энергия. Предполагается, что предложенный подход может быть полезен при поиске путей управления движением транскрипционных пузырьков на первой стадии процесса транскрипции.