高力 DNA 拉伸与过拉伸理论

单链与双链 DNA 上的单分子实验重新引发了人们对聚合物力—伸展关系的兴趣。可伸长自由连接链(FJC)模型常被援引以解释单链 DNA 的观测行为。我们证明该模型不能令人满意地描述近期的高力拉伸数据。我们转而提出一个模型(离散持久链，或“DPC”)，它借鉴了 FJC 与蠕虫状链的特征，并表明其更贴近数据。我们发现，先前归因于拉伸弹性的大部分高力行为实际上是修正后的熵弹性的特征；单链 DNA 的真实拉伸柔量比先前作者所得小若干倍。接下来我们拓展模型以允许 DNA 两种构象态共存，各自具有其拉伸与弯曲弹性常数。我们的模型计算简便，并对带切口双链 DNA 的整个过拉伸转变给出极佳拟合。该拟合首次给出了拉伸态弹性常数的值。特别地，我们发现此态下 DNA 的有效弯曲刚度约为 10 nm*kbt，该值与 B 型或单链 DNA 均颇为不同。