Plasmid pBR322 and nonlinear conformational distortions (kinks)

Плазмида pBR322, содержащая две кодирующие области в матричной цепи, является удобным объектом для изучения нелинейной динамики ДНК, которая, как известно, играет важную роль в процессах транскрипции, репликации, денатурации и передачи структурных изменений и информации вдоль молекулы ДНК. Целью настоящей работы является исследование методами математического моделирования динамики локальных конформационных возмущений – кинков, в плазмиде pBR322. Для расчета динамических характеристик кинков мы применили метод Маклафлина–Скотта, дополненный блочным методом. Это позволило моделировать кинки как квазичастицы, движущиеся в потенциальном поле плазмиды. Мы рассчитали временные зависимости энергии, скорости и координаты кинка. Расчеты были выполнены для трех различных значений начальной скорости кинка: 150 м/с, 1650 м/с и 1879 м/с. Полученные результаты, представленные в виде 3D траекторий и их проекций, показали, что необходимым условием прохождения кинком всей плазмиды является достаточно высокая начальная скорость кинка, значение которой $v$ превышает 1656.66 м/с, однако меньше скорости звука (1904.60 м/с).