Παρακαλώ χρησιμοποιήστε αυτό το αναγνωριστικό για να παραπέμψετε ή να δημιουργήσετε σύνδεσμο προς αυτό το τεκμήριο:
https://hdl.handle.net/123456789/894| Τύπος: | Άρθρο σε επιστημονικό περιοδικό |
| Τίτλος: | Conformational and dynamic properties of short DNA minicircles in aqueous solution from atomistic molecular dynamics simulations |
| Εναλλακτικός τίτλος: | Iδιότητες διαμόρφωσης και μεταφοράς μικρο-κυκλικών μορίων DNA σε υδατικό διάλυμα μέσω ατομιστικών προσομοιώσεων |
| Συγγραφέας: | [EL] Αλεξίου, Τερψιχόρη[EN] Alexiou, Terpsichori [EL] Αλατάς, Παναγιώτης[EN] Alatas, Panagiotis [EL] Τσαλίκης, Δημήτριος[EN] Tsalikis, Dimitrios [EL] Μαυράντζας, Βλάσιος[EN] Mavrantzas, Vlasis |
| Ημερομηνία: | 10/07/2020 |
| Περίληψη: | Detailed molecular dynamics (MD) simulations of aqueous solutions of short DNA minicircles ranging in size from 30 to 180 bp were performed for the investigation of the structure and dynamics at an atomistic level, by employing the recently developed parmbsc1 force field. The resulting MD trajectories were analyzed for the determination of local conformation in terms of backbone torsion angles and interbase pair helical parameters, and very good agreement was observed with respect to relevant experimental data. Minor groove hydration exhibits a bimodal structure for all nucleobases, with water molecules residing in the first subshell of hydration forming a highly ordered, chiral water layer that conforms to the topological state of DNA, even adopting a twisted, figure-eight shape in the case of 180 bp minicircles. The mean-squared radius of gyration of the simulated DNA minicircles was found to scale with the number of base pairs, Nbp, as ⟨Rg^2⟩ ∼ Nbp^2ν with ν ≈ 0.83, a scaling exponent in-between the values corresponding to a rigid rodlike behavior and the 3D self-avoiding walk limit for flexible chains. Ultrashort and very stiff 30 bp minicircles exhibit an unexpectedly pronounced degree of anisotropic diffusion, a phenomenon that is attenuated as the molecular length increases due to the emergence of out-of-plane bending motions. Διεξήχθησαν λεπτομερείς προσομοιώσεις μοριακής δυναμικής (ΜΔ) υδατικών διαλυμάτων μικροκυκλικού DNA που κυμαίνονται σε μέγεθος από 30 έως 180 ζεύγη βάσης (bp), για τη διερεύνηση της δομής και της δυναμικής σε ατομιστικό επίπεδο, χρησιμοποιώντας το πρόσφατα ανεπτυγμένο πεδίο δύναμης parmbsc1. Οι προκύπτουσες τροχιές ΜΔ αναλύθηκαν για τον προσδιορισμό της τοπικής διαμόρφωσης όσον αφορά τις γωνίες στρέψης της ραχοκοκαλιάς (backbone) του DNA και τις ελικοειδείς παραμέτρους ζευγών βάσεων και παρατηρήθηκε πολύ καλή συμφωνία σε σχέση με τα διαθέσιμα πειραματικά δεδομένα. Η ενυδάτωση της μικρής αύλακας παρουσιάζει μια διτροπική δομή για όλες τις νουκλεοβάσεις, με τα μόρια νερού που βρίσκονται στο πρώτο υπόστρωμα ενυδάτωσης να σχηματίζουν μια εξαιρετικά διαταγμένη, χειρόμορφη στιβάδα νερού που προσαρμόζεται στην τοπολογική κατάσταση του DNA, υιοθετώντας μια περιστραμμένη διαμόρφωση σχήματος-οκτώ για την περίπτωση του μικροκυκλικού DNA με 180 bp. Η μέση τετραγωνική γυροσκοπική ακτίνα του μικροκυκλικού DNA βρέθηκε να κλιμακώνεται με τον αριθμό των ζευγών βάσεων με εκθέτη N ≈ 0.83, μια τιμή που βρίσκεται ανάμεσα στις τιμές που αντιστοιχούν σε μια άκαμπτη συμπεριφορά ράβδου και το όριο για διαχυτική συμπεριφορά τρισδιάστατου τυχαίου περιπάτου μέσω αυτό-αποφυγής για εύκαμπτες αλυσίδες. Το εξαιρετικά μικρό και δύσκαμπτο μικροκυκλικό DNA με Νp = 30 bp εμφάνισε έναν απροσδόκητα έντονο βαθμό ανισότροπης διάχυσης, ένα φαινόμενο που εξασθενεί καθώς το μοριακό μήκος αυξάνεται λόγω της εμφάνισης κινήσεων κάμψης εκτός του επιπέδου. |
| Γλώσσα: | Αγγλικά |
| Σελίδες: | 16 |
| DOI: | 10.1021/acs.macromol.0c00821 |
| ISSN: | 0024-9297 |
| Θεματική κατηγορία: | [EL] Επιστήμη πολυμερών[EN] Polymer Science [EL] Μοντελοποίηση και Προσομοίωση[EN] Modeling and Simulation |
| Λέξεις-κλειδιά: | DNA minicircle; molecular dynamics; diffusion coefficient |
| Κάτοχος πνευματικών δικαιωμάτων: | © 2020 American Chemical Society |
| Όροι και προϋποθέσεις δικαιωμάτων: | http://pubs.acs.org/page/copyright/permissions.html |
| Ηλεκτρονική διεύθυνση του τεκμηρίου στον εκδότη: | https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.0c00821 |
| Ηλεκτρονική διεύθυνση περιοδικού: | https://pubs.acs.org/journal/mamobx |
| Τίτλος πηγής δημοσίευσης: | Macromolecules |
| Τεύχος: | 14 |
| Τόμος: | 53 |
| Σελίδες τεκμηρίου (στην πηγή): | 5903-5918 |
| Εμφανίζεται στις συλλογές: | Ερευνητικές ομάδες |
Αρχεία σε αυτό το τεκμήριο:
Το πλήρες κείμενο αυτού του τεκμηρίου δεν διατίθεται προς το παρόν από το αποθετήριο