اثر آرایش مولکول های آب و کاتیون های سدیم بر منحنی گذار مولکول دی ان ای دیکرسون: یک مطالعه شبیه سازی دینامیک مولکولی

شبیه سازی دینامیک مولکولی روی ساختار B-DNA با توالی d(CGCGAATTCGCG) و در محیطی با غلظت یک مولار از نمک سدیم کلرید انجام شد. مطالعه در هفت دمای مختلف از 280 تا 400 کلوین با فاصله دمایی 20 کلوین با زمان شبیه سازی 50 نانو ثانیه برای هر دما انجام گرفت. در هر دما تابع توزیع شعاعی برای مولکول های آب و کاتیون های سدیم در اطراف اتم های مختلفی از مولکول دی ان ای محاسبه شد. محاسبات نشان داد در طی فرآیند ذوب شدن که مولکول دی ان ای از حالت دو رشته ای به تک رشته ای تغییر حالت می دهد، مولکول های آب از اطراف مولکول دی ان ای آزاد می شوند و در مقابل فاصله کاتیون های سدیم از اتم های دی ان ای کاهش می یابد. این رفتار در محدوده دمای گذار به طور شارپ و تیزی روی نمی دهد. بنابراین آزاد شدن مولکول های آب و نزدیک شدن کاتیون های سدیم در تیزی منحنی ذوب شدن موثر نیستند. بیشترین تعداد مولکول های آب اطراف اتم های اکسیژن گروه فسفات که دارای بار منفی هستند، دیده می شود. مولکول های آبی که بعد از دمای گذار از شیار کوچک دی ان ای آزاد می شوند بیشتر از شیار بزرگ است و همچنین نفوذ کاتیونها به شیار کوچک بیشتر از شیار بزرگ است. تبادل پروتون های ایمینو در تشکیل پیوندهای هیدروژنی بین بازهای مکمل مشاهده شد. سرعت تبادل پروتون های ایمینو به نوع باز آروماتیک بستگی دارد و در باز آدنین سریعتر از گوانین و سیتوزین می باشد.