Аннотация. Влияние торсионного момента на движение кинка ДНК исследуется методами математического моделирования. Найдены временные зависимости координаты, скорости, размера и энергии кинка при разных значениях параметров внешнего торсионного момента. Показано, что изменяя эти параметры, включая и выключая внешнее воздействие, можно регулировать скорость и направление движения кинка. Приводится оценка значения торсионного момента, необходимого для движения кинка (открытого состояния) со скоростью, сравнимой со скоростью транскрипции.
ВВЕДЕНИЕКонформационная подвижность является одним из важнейших свойств, присущих молекуле ДНК. Среди разнообразных внутренних движений молекулы особую роль играют вращательные движения и вызываемый ими крутильный (или торсионный) момент, который значительное число исследователей рассматривают в качестве механического регулятора во многих биологических процессах, включая процессы транскрипции и репликации [1].К настоящему времени достигнут значительный прогресс в экспериментальных исследованиях вращательных движений одиночных молекул ДНК. Предложены различные методики, позволяющие непосредственно измерять величину крутильного момента [1]. Среди них особый интерес представляют метод оптического динамометрического ключа или угловой оптической ловушки (angular optical trap -АОТ) [2, 3] и метод магнитного пинцета [4,5,6]. Каждый из этих методов имеет свои преимущества и недостатки. Так, например, в методе магнитного пинцета скорость сбора данных меньше, чем в методе АОТ, но зато он не наносит повреждений молекуле, вызванных нагреванием от лазера [7]. С другой стороны, АОТ предлагает гибкое управление, как силой, так и вращательным моментом, позволяя быстро переключаться между разными режимами работы [8]. Однако эти и другие существующие на сегодняшний день экспериментальные методики не дают возможности проводить измерения торсионного момента непосредственно в биологических процессах, в которых участвует молекула ДНК. Это приводит к необходимости привлечь другие методы и с их помощью попытаться оценить значения торсионного момента.В настоящей работе мы исследуем вращательные движения и торсионный момент в молекуле ДНК методами математического моделирования. Для математического