+
Действующая цена700 499 руб.
Товаров:
На сумму:

Электронная библиотека диссертаций

Доставка любой диссертации в формате PDF и WORD за 499 руб. на e-mail - 20 мин. 800 000 наименований диссертаций и авторефератов. Все авторефераты диссертаций - БЕСПЛАТНО

Расширенный поиск

Математическое моделирование внутренней динамики ДНК

  • Автор:

    Якушевич, Людмила Владимировна

  • Шифр специальности:

    03.00.02

  • Научная степень:

    Докторская

  • Год защиты:

    1998

  • Место защиты:

    Пущино

  • Количество страниц:

    34 с.; 20х15 см

  • Стоимость:

    700 р.

    499 руб.

до окончания действия скидки
00
00
00
00
+
Наш сайт выгодно отличается тем что при покупке, кроме PDF версии Вы в подарок получаете работу преобразованную в WORD - документ и это предоставляет качественно другие возможности при работе с документом
Страницы оглавления работы

1. Введение
Вопрос о взаимосвязи структуры и функции биологических объектов является центральным вопросом молекулярной биологии
СТРУКТУРА <—> ФУНКЦИЯ.
На протяжении многих лет. шаг за шагом, по мере того как открывались все новые и новые структуры исследовалась проблема: каким образом та или иная структура, то есть организованная в пространстве система атомов, выполняет вполне определенную биологическую функцию? История нау ки содержит много ярких примеров решения задач в этой области Один из них - гениальная гипотеза Уотсона и Крика, предложивших модель двойной спирали и давших простое и логичное объяснение процесса репликации.
В последние годы традиционная схема: структура - функция, су щественно изменилась, и прежде всего вследствие появления нового важного элемента - динамики Так у исследователей, занимающихся структурой биомолекул, сложилось довольно ясное представление о том. что найденные структуры биомолекул не являются жесткими, статичными. Напротив, биологические молекулы, как оказалось, обладают значительной внутренней подвижностью, и ярким примером этому является открытие различных конформационных СОСТОЯНИЙ молекулы ДНК (А-. В-. Э-. 2-ДНК). Более того выяснилось, что функциональные свойства ДНК существенно зависят от того в какой (например, в А или В) конформации находится тот или иной фрагмент ДНК. Таким образом, благодаря этому и многим другим примерам выяснилось, что в первоначальной двух компонентной схеме (стру ктура -функция), появился третий достаточно важный элемент: динамика
СТРУКТУРА <—> ДИНАМИКА <—> ФУНКЦИЯ.
Этот динамический аспект проблемы, воспринимаемый сначала многими исследователями как небольшое уточнение или дополнение к общей схеме взаимосвязи структуры и функции биологических объектов, до мере накопления новых фактов стал, достойным отдельного тщательного изучения
Безусловно наиболее эффективными методами изучения внутренней содвижности или динамики биологических молекул являются экспериментальные методы, такие как метод водородно-тритиевого пшена, методы ИК и Раман спектроскопии, метод микроволнового поглощения, метод рассеяния нейтронов. С помощью этих методов были сслсдованы разнообразные внутренние движения в белках и
нуклеиновых кислотах и получены первые представления о характере общей картины внутренней подвижности, В сочетании с биохимическими методами они позволили исследовать влияние внутренней подвижности на фу нкцию биомолеку л.
Однако, экспериментальному подходу присущ ряд ограничений. Прежде всего это большая трудоемкость и значительная стоимость экспериментальных исследований. Этот подход не обладает поэтому достаточной гибкостью, так что любая попытка что-либо изменить, например, внешние условия или структу ру образца, что так необходимо в исследованиях механизмов влияния динамики на функцию, требует проведения новых дорогостоящих экспериментов. Между тем выяснение механизмов влияния этих изменений на функционирование биологических объектов или вопрос о том. каким образом стру ктурные изменения, произошедшие в одной части молекул, могут вызывать структурные перестройки в другой -'все это остро стоящие проблемы биологии. Именно эти задачи и рассматриваются в данной работе.
Эффективным в этом плане представляется дру гой подход, в котором сначала строится математическая модель, имитирующая внутреннюю динамику биомолекулы, а затем эта модель используется для изучения динамических механизмов функционирования. Толчком к проведению описанных ниже исследований послужила работа, выполненная Инглэндером с соавторами (Engländer. Kallenbach. Heeger. Kriimhansl. Litwin. 1980. P.N.A.S.. 77. 7222). в которой впервые для исследования внутренней динамики ДНК был использован строгий математический подход, основанный на гамильтоновом формализме, обычно широко применяемом в теоретической и математической физике. Второй важной особенностью работы является то. что при моделировании вну тренней подвижности ДНК авторы не ограничились моделированием движений, характеризующихся только малыми амплитудами отклонений от положений равновесия (гармоническое или линейное приближение). Напротив, авторы модели впервые включили в рассмотрение движения большой амплитуды (ангармоническое или нелинейное приближение), представляющие наибольший интерес в функциональном отношении. Работа состояла из двух частей: экспериментальной и теоретической. В экспериментальной части методом водородно-тритиевого обмена была показана принципиальная возможность образования в ДНК открытых состояний, определяемых как л (обильные локальные области (длиной от одной до нескольких пар оснований), внутри которых водородные свя зи разорваны (рис. 1). Образование таких открытых состояний связано с значительными угловыми отклонениями оснований от положений равновесия. Это означает, что для описания такой динамической системы на языке математики необходимо использовать ангар,1ионическое
спектров. Модель упругого стержня. В сборнике: Физико-химия
биополимеров. Синтез. свойства и применение. Тверской государственный университет. Тверь, стр.53-66.
21. Я куше вич JI.B. (1995) Точное решение системы нелинейных дифференциальных уравнений, моделирующих торсионную динамику ДНК. Журнал физической химии. 69,N8, 1415-1418.
22. Якушевич Л.В. (1995) Нелинейные дифференциальные уравнения, моделирующие торсионную динамику ДНК. и их решение методом Херемана. Изв. АН. Сер. Физич. 59. N8. 189-193.
23. Yakushevich L.V. (1996) Nonlinear Mathematical models in biopolymer science. In: Perspectives of polarons. eds. Cluiev G.N.. Laklino
V.D.. World Scientific. Singapore / New Jersey / London / Hong Kong. pp. 94-143.
24. Якушевич Л.В. (1996) Моделирование нелинейной динамики ДНК. Известия высших учебных заведений. Проблемы нелинейной динамики. 4. N3. 107-111.
25. Якушевич Л.В (1997) Нелинейная математическая модель ДНК и ее применение в расчетах рассеяния нейтронов. В сборнике: Математические модели нелинейных возбуждений, переноса, динамики, управления в конденсированных системах и других средах., под ред. Миронова В.А., Уваровой Л.В.. Семенова Ф.В., Наумович Т.В.. Тверской государственный технический университет. Тверь, стр. 275-279.
26. Kamzolova S.G.. Kamzalov S.S.. Ivanova N N.. Yakushevich L.V. (1997) Conformational analysis of DNA-RNA polymerase complexes. In: Spectroscopy of Biological Molecules: Modern Trends. Khmer Academic Publishers. Dortrecht / Boston / London, pp. 369-370.
27. Yakushevich L.V. (1998) Nonlinear physics of DNA (монография). Wiley. Chichester / New York / Brisbane / Toronto / Singapore.
Материалы диссертации были доложены на IV Всесоюзном Совещании "Математические методы для исследования полимеров и биополимеров" (Пущино, 1985). Симпозиуме "Физико-химические свойства биополимеров в растворе и клетках" (Пущино. 1985). Всесоюзных Симпозиумах по межмолекулярному взаимодействию и конформациям молекул (Пущино. 1986. 1994. 1997). Международных

Рекомендуемые диссертации данного раздела

Время генерации: 0.254, запросов: 967