DNA 中的弱纳米尺度混沌与反常弛豫

水合生物分子中的反常非指数弛豫通常被归因于自由能势能面的复杂性，类似于聚合物和玻璃。最近发现，末端 DNA 碱基对的氢键呼吸运动表现出一种缓慢的幂律弛豫，这可归因于弱哈密顿混沌，其参数与实验数据相似。本文研究了这种运动与通过插入碱基对堆栈中的小分子光探针在 DNA 中测量的光谱信号之间的关系。为此，将早期的计算方法与解析理论相结合，应用于实验 DNA 片段。研究发现，在光探针两侧的内部碱基对中，呼吸动力学的强度显著增强，其反常弛豫在定量上接近末端碱基对中的情况。提出了一种物理机制来解释碱基对呼吸弛豫与实验响应信号之间的耦合。结论是，实验观测到的代数弛豫很可能是堆叠在光探针上的碱基对中氢键呼吸的弱混沌动力学的一种表现，并且这种弱纳米尺度混沌可能代表超快光谱中非指数弛豫的一个普遍存在的隐藏来源。