Modeling of charge transfer in heterogeneous oligonucleotides at a biologically significant temperature

Abstract

На основе модели Холстейна в полуклассическом приближении численно исследуется динамика заряда в цепочках "донор–мостик–акцептор". Температурные флуктуации имитируются ланжевеновским членом в уравнениях движения. При моделировании часть параметров выбрана соответствующими следующим фрагментам ДНК: GTGGG, GATGGG, GATTGGG, GATATGGG, GAСATGGG, GATGTGGG и GAGATGGG. Роль донора играет гуанин G, акцептор – триплет гуанинов GGG, а мостик состоит из аденин-тиминовых пар. Ранее было показано, что средние величины в термодинамически равновесном состоянии (ТДР) зависят не от самих значений параметров, а от их соотношений. В данной работе при проведении расчетов мы взяли модельные значения параметров, ускоряющие выход системы к ТДР, в предположении, что процессы выхода к ТДР из одинакового начального состояния будут качественно сходны. Проведены расчеты времени выхода из состояния «заряд в начальный момент возникает на доноре» к термодинамическому равновесию для этих цепочек. Сделана оценка скорости переноса заряда. Результаты моделирования сопоставлены с данными биофизических экспериментов по переносу дырки в таких последовательностях ДНК.