基于复制理论计算的DNA解链相图

我们展示了单分子解链实验如何提供有力证据，表明长天然双链DNA分子的零力熔解转变应归类为高阶（连续）型相变。我们研究了一个长双链DNA分子模型，并计算了分子在力作用下解链实验的平衡相图。我们考虑了一个完美匹配的双链DNA模型，其中环是体积排斥链，具有任意环指数c。我们包含了堆积相互作用、氢键和主链熵，包括随机序列水平上的序列异质性。我们使用复制方法计算系统的平衡性质。作为温度的函数，我们获得了分子完全分离所需的最小力。这条临界力曲线是温度-力相图中的一条线，标志着分子主要以螺旋形式存在的区域与分子以两条独立链形式存在的区域之间的分界。在熔解附近，我们随机序列模型的临界力曲线与均匀版本模型有很大不同。对于两种序列模型，临界力在熔解温度处以指数为alpha的幂律降至零。对于均匀模型，alpha几乎恰好为1/2，而对于随机模型，alpha约为0.9。临界力的形状决定了螺旋分数如何在熔解时降至零，从而将熔解转变归类为一种相变类型。