DNA 的熔化与解链

对 DNA 热变性的实验研究表明，该相变为一级变应。该相变自 1960 年代起即受到理论研究，主要基于将 DNA 分子的微观构型视为由交替出现的非相互作用的结合段和变性环组成。在这些模型中忽略了不同环与段之间的排斥、自避相互作用，因而始终得到连续的变性相变。本研究利用聚合物网络任意拓扑结构的尺度性质的最新结果，考虑了变性环与链其余部分之间的排除体积相互作用。我们由此在 d=2 维及以上获得一级相变，与实验结果一致。我们也在本方法下考虑了解链相变，这种相变发生在两个 DNA 链被外部力在一端拉开时。我们发现解链相变同样为一级。尽管变性和解链相变在热力学上为一级，但它们在某些性质上仍表现出临界波动。例如，环大小分布在相变处呈代数衰减，变性端段的长度在接近相变时会发散。我们在本方法下评估了这些临界特性。