Математическое моделирование внутренней динамики ДНК Якушевич, Людмила Владимировна

Краткое описание

Якушевич,ЛюдмилаВладимировна.МатематическоемоделированиевнутреннейдинамикиДНК: диссертация ... доктора физико-математическихнаук в форме науч. докл. : 03.00.02. - Пущино, 1998. - 34 с.; 20х15 см.больше
Цитаты из текста:

стр. 1
ИНСТИТУТ БИОФИЗИКИ КЛЕТКИ РАН На правах рукописиЯКУШЕВИЧЛЮДМИЛАВЛАДИМИРОВНАМАТЕМАТИЧЕСКОЕМОДЕЛИРОВАНИЕВНУТРЕННЕЙДИНАМИКИДНК03.00.02 - биофизика

стр. 9
дocтaтo^шo велики и оказьшастся возможным зарождение новых типов движени!!. характерных уже для микросекундного диапазона. 2.3. Принципыматематическоюмоделированииннузреннен .ишамнкнДНК. Подход к описаниювнутреннейдинадткиДНК. основанный на составлении таблиц, хотя и даст общее представление о характере

стр. 33
получены их решения. 3. Найдены новые подходы, позволившие улучшитьматематическоеописаниевнутреннейподвижностиДНК. На их основе решены задачи омоделированиивнутреннейдиналщки люлекулыДНКс учетом эффектов диссипации, внешних воздействий, неоднородности и спиральности стру кту рыДНК. 4. Разработанные

Введение диссертации (часть автореферата)на тему «Математическое моделирование внутренней динамики ДНК»
Вопрос о взаимосвязиктуры 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 науки 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, существенно 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-. ¿-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 (структура -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, тю мере накопления новых фактов стал, достойным отдельного тщательного изучения.
Безусловно наиболее эффективными методами изучения внутренней чодвижности или динамики биологических молекул являются : кспериментальные методы, такие как метод водородно-тритиевого дшена. методы ИК и Раман спектроскопии, метод микроволнового поглощения, метод рассеяния нейтронов. С помощью этих методов были сследованы 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 функцию биомолекул.

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 структуру 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 структурные 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.