Особенности движения заряда в однородных молекулярных полинуклеотидных цепочках конечной длины. Быстрое формирование движущегося поляронного состояния

На основе нелинейной модели динамической структуры ДНК Пейрарда–Бишопа–Доксуа–Холстейна проведены численные эксперименты, демонстрирующие возможность переноса заряда в однородных незамкнутых G/C цепочках ДНК при отсутствии электрического поля в цепочке. Считается, что основным носителем тока в однородных синтетических полинуклеотидных последовательностях является полярон. Ранее нами были рассмотрены особенности движения полярона в молекулярных полинуклеотидных цепочках конечной длины. Было показано, что полярон, помещённый в начальный момент времени не в центр цепочки, приобретает способность двигаться при отсутствии электрического поля и дополнительных возбуждений в цепочке. Были проведены численные эксперименты, демонстрирующие возможность переноса заряда поляронами в однородной незамкнутой G/C цепочке ДНК за счёт взаимодействия с локализованными возбуждениями. В данном исследовании в начальный момент времени в цепочку вносится не полярон, а заряд локализованный в области определённого числа соседних сайтов, смещённых из положений равновесия. Движение заряда в цепочке обусловлено выбором указанных начальных условий, которые обеспечивают быстрое формирование поляронного состояния и, как следствие, перемещение заряда по цепочке. Для задания внешних нелинейных возбуждений использовались ненулевые значения смещений частиц и/или их скоростей в начальный момент времени. Ненулевые значения скоростей сайтов цепочки в начальный момент времени использовались для стимуляции движения заряда. Показано, что для быстрого формирования поляронного состояния, задаваемые начальные условия должны соответствовать параметрам полярона, который образуется в цепочке при выбранных параметрах. Показано также, что, в зависимости от параметров цепочки и от параметров выбранных начальных условий, заряд может переноситься на большие расстояния.