双链 DNA 热机械过拉伸转变的预测模型
软凝聚态物质
2022-07-20 v1
摘要
通过扩展经典 Peyrard-Bishop 模型，我们得以在可变温度、碱基对数目及链内与链间键刚度下，获得 DNA 机械阻力的完全解析描述。为比较弹性与温度效应，我们首先在零温度力学极限下分析系统，该极限对描述若干实验效应（包括可能滞后）十分重要。随后在平衡统计力学框架下分析温度效应。特别地，我们得到热力学极限中依赖于温度的解链力与指定解链位移的解析表达式，其亦取决于链内相对于链间分子键的相对稳定性。此类结果在零温度极限下与纯力学模型一致，并与用经典传递积分法所得变性温度相符。基于我们的解析结果，获得了相图与协同参数的显式分析，其中亦可考虑离散性效应。所得结果成功应用于复现 DNA 的热机械实验熔解及 DNA 发夹的响应。由于其普适性，所提方法可扩展至其他热机械诱导的分子熔解现象。
引用
@article{arxiv.2207.09318,
title = {A predictive model for the thermomechanical overstretching transition of double stranded DNA},
author = {G. Florio and G. Puglisi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.09318},
year = {2022}
}