Растяжение двухцепочечной ДНК

Теоретические физики использовали математическую модель, чтобы изучить, что происходит с двухцепочечной молекулой ДНК при растяжении до точки разрыва. Вместо экспериментальных методов, таких как оптические пинцеты, авторы применили «связанную дискретную модель червеобразной цепи-Изинга» для симуляции растяжения и сопоставления с наблюдениями.

Модель подтвердила два известных структурных перехода при растяжении:

• Первый происходит при силе около 65 пиконьютонов (пН): ДНК растягивается почти вдвое и становится менее жёсткой.
• Второй переход происходит при силе около 135 пН.

Хотя критические силы обоих переходов зависят от последовательности ДНК, второй переход от неё зависит сильнее.

При силе свыше 135 пН цепи ДНК начинают расходиться, образуя одноцепочечные молекулы, аналогичные тем, что получаются при тепловой денатурации (нагревании). Эта модель связывает механическое растяжение, вызванное силой, с тепловой денатурацией и может помочь понять, как ДНК выполняет свои биологические функции, например, взаимодействует с белками или упаковывается в вирусах.