半柔性聚合物的广义理论

DNA 在小于持久长度的尺度上的弯曲在将基因信息从DNA翻译到细胞功能方面发挥关键作用。定量的生物学系统实验研究导致了对描述DNA弯曲构象自由能的聚合物力学模型日益关注的兴趣。最近的DNA环化实验结果对将虫虫链（WLC）模型应用于生物尺度上的DNA弯曲提出了质疑。本文发展了一类广义半柔性聚合物模型的链统计理论。我们的工作重点是这些模型的理论发展以及实验可观测量的计算。为了说明我们的方法，我们关注DNA弯曲的特定玩具模型。我们表明，WLC模型在半柔性聚合物的大尺度链统计中描述为人们所预期的 renormalization 群结果。在特定方面，我们表明无论DNA弯曲弹性的细节如何，WLC模型或我们新的模型都能充分描述力-延伸、溶液散射和长轮廓长度环化实验。相比之下，敏感于短尺度链行为的实验原则上可以揭示WLC模型中假设的线性弹性行为的显著偏离。我们通过表明我们的玩具模型能够再现Cloutier和Widom观察到的异常大短轮廓长度环化 J 因子来明确说明了这一点。最后，我们讨论了这些模型在DNA链统计以及未来实验的适用性。