DNA 作为一维手性材料。II. B 型与 Z 型之间结构转变的动力学

我们分析了线性 DNA 分子在正常右手 B 型与异常左手 Z 型之间结构转变的动力学。生理缓冲液中外部扭矩作用下的动力学由 Langevin 方程建模，其势能项由作者此前给出 [Phys. Rev. E 84, 021926 (2011)]。利用该模型，我们首先模拟了外部扭矩突然变化后 B 型结构附近的弛豫过程，观察到随经过时间 $t$ 变化的慢弛豫 $\sim t^{-1/2}$。随后，计算了在不同外部扭矩强度下从 Z 型到 B 型的结构转变动力学。对于较小的外部扭矩，转变通过成核和生长进行；而对于较高的扭矩，Z 型结构变得不稳定，转变机制转变为类似旋节线分解的过程。这些数值结果可以通过简单的唯象论证进行定性理解。