Вестник БФУ им. И. Канта

2014 Выпуск №10

Назад к списку Скачать статью

Численное моделирование формирования и эволюции солитонов в нуклеотидных последовательностях

Страницы / Pages
20-30

Аннотация

В рамках модифицированной модели Холстейна, учитывающей температурные флуктуации среды, численно решается задача Коши о
движении избыточного заряда вдоль однородной дискретной цепочки нуклеотидных пар оснований ДНК. Для специально подобранных начальных условий исследуется эволюция особого класса решений этой задачи, относящихся к типу солитонов. Показано, что существование решений в виде уединенных волн в рамках принятой модели возможно только при сверхнизких температурах термостата.

Список литературы

1. Lakhno V. D. DNA nanobioelectronics // International Journal of Quantum Chemistry. 2008. № 108. P. 1970–1981.
2. Porath D., Bezryadin A., de Vries S. et al. Direct measurement of electrical transport through DNA molecules // Nature. 2000. Vol. 403. P. 635–638.
3. Коршунова А. Н., Лахно В. Д. Моделирование образования самозахваченного состояния в полинуклеотидной цепочке // Нелинейная динамика. 2008.Т. 4, № 2. С. 193—214.
4. Лахно В. Д., Фиалко Н. С. Механизм остановки движущегося солитона в однородной молекулярной цепочке // Компьютерные исследования и моделирование. 2009. Т. 1, № 1. С. 93—99.
5. Квитко Г. В., Малышева Н. В. Исследование влияния начальных условий на время образования уединенной волны в нуклеотидных последовательностях ДНК // Высокопроизводительные вычисления — математические модели и алгоритмы : материалы II Международной конференции, посвященной Карлу Якоби. Калининград, 3—5 октября 2013. C. 135–137.
6. Коршунова А. Н., Лахно В. Д. Моделирование образования солитона в однородной цепочке // Математическое моделирование. 2007. Т. 19, № 1. С. 3—13.
7. Тихонов Д. А., Соболев Е. В., Лахно В. Д. и др. Адиабатическое приближение при расчетах подвижности заряда в холстейновской модели ДНК // Математическая биология и биоинформатика. 2011. Т. 6, № 2. С. 264—272.
8. Давыдов А. С. Солитоны в квазиодномерных молекулярных структурах //УФН. 1983. Т. 138, № 12. С. 605—643.
9. Holstein T. Studies of polaron motion: Part I. The molecular-crystal model //Annals of Physics. 1959. Vol. 8. P. 325–342.
10. Helfand E. Brownian dynamics study of transitions in a polymer chain of bistable oscillators // J. Chem. Phys. 1978. Vol. 69. P. 1010–1018.
11. Greenside H. S., Helfand E. Numerical integration of stochastic differential euations-II // The Bell System Tech. J. 1981. Vol. 60. P. 1927–1940.
12. Фиалко Н. С. Смешанный алгоритм расчета динамики переноса заряда в ДНК на большие временные интервалы // Компьютерные исследования и  моделирование. 2010. Т. 2, № 1. С. 63—72.
13. Фиалко Н. С., Лахно В. Д, Динамика переноса заряда в упорядоченных и неупорядоченных нуклеотидных последовательностях // Математическая биология и биоинформатика. 2006. Т. 1, № 1. С. 58—65.