
- •Якушевич Л. В.
- •ISBN 978-5-93972-638-2
- •http://shop.rcd.ru
- •Оглавление
- •Структура ДНК
- •1.1. Химический состав и первичная структура
- •1.2• Пространственная геометрия и вторичная структура
- •1.3. Силы, стабилизирующие вторичную структуру ДНК
- •1.3.1. Водородные взаимодействия
- •1.3.2. Стэкинговые взаимодействия
- •1.3.3. Дальнодействующие силы внутри и снаружи сахарофосфатного остова
- •1.3.4. Электростатическое поле ДНК
- •1.4. Полиморфизм
- •1.5. Третичная структура
- •1.5.1. Суперспираль
- •1.5.2. Структурная организация в клетках
- •1.6. Моделирование структуры ДНК
- •1.6.1. Общие замечания
- •1.6.2. Иерархия структурных моделей
- •1.7. Экспериментальные методы исследования структуры ДНК
- •Динамика ДНК
- •2.1. Общая картина внутренней подвижности ДНК
- •2.2. Крутильные и изгибные движения
- •2.3. Динамика оснований
- •2.3.1. Состояние равновесия
- •2.3.2. Возможные движения оснований
- •2.4. Динамика сахарофосфатного остова
- •2.4.1. Состояние равновесия
- •2.4.2. Возможные движения сахарофосфатного остова
- •2.5. Конформационные переходы
- •2.6. Движения, связанные с локальным разделением нитей
- •2.6.1. Раскрытие пар оснований вследствие вращения оснований
- •2.7. Моделирование динамики ДНК
- •2.7.2. Иерархия динамических моделей
- •2.8. Экспериментальные методы изучения динамики ДНК
- •2.8Д. Раман-спектроскопия
- •2.8.2. Рассеяние нейтронов
- •2.8.3. Инфракрасная спектроскопия
- •2.8.4. Водородно-дейтериевый (-тритиевый) обмен
- •2.8.5. Микроволновое поглощение
- •2.8.7. Эксперименты по переносу заряда
- •2.8.8. Эксперименты с отдельными молекулами
- •Функционирование ДНК
- •3.1. Физические аспекты функционирования ДНК
- •3.2. Интеркаляция
- •3.3. Белок-нуклеиновое узнавание
- •3.4. Экспрессия генома
- •3.5. Регуляция генной экспрессии
- •3.6. Репликация
- •Линейная теория ДНК
- •4.1. Основные математические модели
- •4.1.1. Линейная модель упругого стержня
- •4.1.1.1. Продольные и крутильные движения: дискретный случай
- •4.1.1.3. Изгибные движения
- •4.1.2. Линейная модель двойного упругого стержня
- •4.1.2.1. Дискретный случай
- •4Л.2.2. Непрерывный случай
- •4.1.3. Линейные модели более высоких уровней иерархии
- •4.1.3.1. Модели третьего уровня
- •4.1.3.2. Модели четвертого уровня (решеточные модели)
- •4.2. Статистика линейных возбуждений
- •4.2.1. Фононы в модели упругого стержня
- •4.2.1.1. Общее решение модельных уравнений
- •4.2.1.2. Представление вторичного квантования
- •4.2.1.3. Корреляционные функции
- •4.2.2. Фононы в модели двойного стержня
- •4.2.2.1. Общее решение модельных уравнений
- •4.2.2.2. Представление вторичного квантования
- •4.2.2.3. Корреляционные функции
- •4.2.3. Фононы в моделях более высокого уровня
- •4.3. Задача рассеяния
- •4.3.1. Рассеяние на «замороженной» ДНК
- •4.3.2. Упругое рассеяние
- •4.3.3. Неупругое рассеяние
- •4,4. Линейная теория и эксперимент
- •4.4.1. Флуоресцентная деполяризация
- •Нелинейная теория ДНК. Идеальные динамические модели
- •5.1. Нелинейное математическое моделирование: основные принципы и ограничения
- •5.2. Нелинейные модели упругого стержня
- •5.2.1. Модель Муто
- •5.2.2. Модель Христиансена
- •5.2.3. Модель Ичикавы
- •5.3. Нелинейные модели двойного упругого стержня
- •5.3.1. Общий случай: гамильтониан
- •5.3.2. Общий случай: динамические уравнения
- •5.3.ЗЛ. Дискретный случай
- •5.3.3.3. Линейное приближение
- •5.3.3.4. Первый интеграл
- •5.3.3.5. Решения в виде кинков, полученные методом Ньютона
- •5.3.3.6. Решения в виде кинков, найденные методом Херемана
- •5.3.4. Модель Пейарда и Бишопа
- •5.3.6. Модель Барби
- •5.3.7. Модель Кампы
- •5.4. Нелинейные модели более высоких уровней иерархии
- •5.4.1. Модель Крумхансла и Алекзандер
- •5.4.2. Модель Волкова
- •Нелинейная теория ДНК: неидеальные модели
- •6.1. Модели, учитывающие влияние окружающей среды
- •6.1.2. Частные примеры
- •6.1.3. ДНК и термостат
- •6.2. Модели, учитывающие неоднородность ДНК
- •6.2.1. Граница
- •6.2.2. Локальная область
- •6.2.3. Последовательность оснований
- •6.3. Модели, учитывающие спиральность ДНК
- •6.4. Модели, учитывающие асимметрию ДНК
- •Нелинейная теория ДНК: статистика нелинейных возмущений
- •7.1. ПБД-подход
- •7.2. Приближение идеального газа
- •7.3. Задача рассеяния и нелинейные математические модели
- •7.3.1. Динамический фактор для простой модели синус-Гордона
- •7.3.2. Динамический фактор для спиральной модели синус-Гордона
- •Экспериментальные исследования нелинейных свойств ДНК
- •8.1. Водородно-дейтериевый (-тритиевый) обмен
- •8.2. Резонансное микроволновое поглощение
- •8.3. Рассеяние нейтронов и света
- •8.3.2. Интерпретация Баверстока и Кундалла
- •8.4. Флуоресцентная деполяризация
- •9.1. Нелинейный механизм конформационных переходов
- •9.2. Нелинейные конформационные волны и эффекты дальнодействия
- •9.3. Нелинейные механизмы регуляции транскрипции
- •9.4. Направление процесса транскрипции
- •9.5. Нелинейная модель денатурации ДНК
- •Математическое описание крутильных и изгибных движений
- •Литература
- •Предметный указатель
Предметный указатель
Акустическая
—ветвь 79, 81, 85, 87, 126
—волна 80, 181
—мода 56
—скорость 80, 197
Асимметрия структуры ДНК 144, 151, 169
Базы данных в Интернете 35 Белок-нуклеиновое взаимодейст
вие (белок-нуклеиновое узнава ние) 29, 62, 66
Бозе газ 91, 98, 104 Бозе оператор 91, 97 Бризер 113, 138, 142, 213
Взаимодействия
—водородные 17, 19-22, 29, 34, 41, 42, 137-143, 166, 167, 173-175, 184, 211
—ковалентные 21, 22, 44, 62
—на дальних расстояниях 19
—стэкинговые 19, 21, 22, 50 Внутренние движения ДНК
—В —►А переход 47, 48
—В —►Z переход 47-49, 87
—движения оснований
-----изменение наклона 43, 44
-----качение 43, 44
-----поднятие 43, 219
-----пропеллер 42, 44
-----раскрытие 42, 49, 59, 60, 111, 137, 193, 194
-----расположение вшахматном порядке 42, 43
-----растяжение 42, 43, 141
-----сдвиг 42
-----скольжение 43
----- смещение 43, |
137, 140, 144, |
||||
148, |
167, |
169, |
179, 211, |
212 |
—движения сахарофосфатного остова 44
—изгиб ДНК 28, 39, 75, 215
—изгибные движения 39, 109
—локальное разделение нитей 49,
212
—твист 215
—торсионные движения 39, 214 Внутренняя подвижность 36
—* классификация 37, 38 Водородно-тритиевый (-дейтерие
вый) обмен 5, 50, 193
Генная
—транскрипция 64, 67-69, 207-
210
—трансляция 67, 69
—экспрессия 67, 72
Граница 63, 160-164, 204, 205
Динамика ДНК 36, 50, 54
Задача рассеяния 56, 99, 100, 102, 103, 109, 178, 197
Иерархия
—динамических моделей ДНК 51,
—структурных моделей ДНК 29 Интеркаляция 65 Инфракрасная спектроскопия 35,
54, 58 Инфракрасное рассеяние 109, 181
Кинк ИЗ, 114, 131, 136, 142, 147,
150, |
159, |
168, |
175, |
179, |
194, |
204, |
|
205, 208, 210 |
|
|
|
|
|
||
Корреляционные |
функции |
91, |
97, |
||||
102, |
104, |
105, |
177, |
185, |
|
188 |
|
Линейная теория 74, 108
Метод Ньютона 127 Метод Херемана 131
Микроволновое поглощение 60, 109, 159, 195
Модель
— Y 121-123, 126, 167-169, 171, 184, 206
—Барби 141, 142
—более высоких уровней иерар хии 85, 143
—Волкова 86, 147, 204
—Ичикавы 117
—Кампа 142
—Крумхансла и Алекзандер 86, 145
—Муто 115, 138-140, 159, 196
—Пейарда и Бишопа 137, 172, 206,
211
—синус-Гордона 112, 179, 182
—структуры ДНК 27-29
— Христиансена 116
Нейтронное рассеяние
—«замороженной» ДНК 100
—неупругое рассеяние 54, 55, 57, 103, 179-181, 183, 185, 191, 198
—упругое рассеяние 102, 109 Нелинейная модель
—двойного стержня 138
—денатурации ДНК 138, 172-174, 211-213
—упругого стержня 53, 74, 75, 99,
114-116, 120, 126 Нелинейная теория ДНК ПО, 151,
172 Нелинейное математическое моде
лирование ПО Нелинейные модели более высого
уровня иерархии 143 Нелинейный механизм
—конформционных переходов 144, 147-149, 203-205
—регуляции транскрипции 207,
209 Неоднородность 63, 64, 160
Низкочастотный спектр 54, 59, 109
Организация ДНК в клетке 26
Параметры однородной динамиче ской модели ДНК 217, 219
Перенос заряда 61, 62 Подход Бишопа и Пейарда 172 Полиморфизм 35
Представление вторичного кванто вания 90, 96
Рамановское рассеяние 54, 109 Регуляция генной экспрессии 70 Регуляция транскрипции 207
Рентгеноструктурный анализ 34 |
— синус-Гордона 112, 113, 152, 156, |
||||||
Репликация |
72, |
73 |
166, |
168, |
175, |
176, |
194, 209 |
|
|
|
----- двойного 168 |
|
|||
Силовые константы для |
Флуоресцентная |
деполяризация |
|||||
— изгибных движений 219 |
|||||||
— изменения наклона 219 |
108, 202 |
|
|
|
|||
— качения 218 |
|
Фононы в |
|
|
|
||
— поднятия 219 |
— модели двойного стержня 92 |
||||||
— растяжения |
водородных связей |
— модели упругого стержня 88 |
|||||
219 |
|
|
— моделях более высокого уровня |
||||
— торсионных движений 215 |
98 |
|
|
|
|
||
Силы, действующие на дальние |
Функция ДНК 63, 64, 66, 69, 72, |
||||||
расстояния 22 |
203 |
|
|
|
|
||
Скорость |
|
|
|
|
|
|
|
— звуковых волн 56, 109, 218 |
Частоты |
|
|
|
|||
— изгибных волн 81 |
— изгибных колебаний 81, 85 |
||||||
— продольных волн 80 |
— поперечных колебаний 84 |
||||||
— солитона 113, 156-158, 163, 164, |
— продольных колебаний 79, 84, |
||||||
176 |
|
|
85 |
|
|
|
|
— торсионных волн 197 |
— торсионных колебаний 79, 84, |
||||||
Солитон 108, 156-159, 164-166, |
85, |
125, 126, 220 |
|
||||
172, 175-178, 180, 188, 195, 197, |
|
|
|
|
|
||
204, 205, 207, 208, 210, 211 |
Экспериментальные исследования |
||||||
Спиральная модель синус-Гордона |
— динамики ДНК 54 |
|
|||||
182, 199 |
|
|
— одиночной молекулы ДНК 62 |
||||
Статистика |
|
|
— структуры ДНК 34 |
||||
— линейных возбуждений 88 |
Электростатический потенциал 23 |
||||||
— нелинейных возбуждений 172 |
Эффекты |
|
|
|
|||
Структура ДНК |
— асимметрии 169 |
|
|||||
— вторичная 18 |
— влияния среды 151 |
|
|||||
— первичная 15 |
— дальнодействия 70, 71, 203, 205, |
||||||
— третичная 25 |
206 |
|
|
|
|
||
Суперспиральная ДНК 25, 26, 29, |
— диссипации 151, 152, 157, 196 |
||||||
39, 202 |
|
|
— неоднородности 63, 64,151,160— |
||||
Термостат (тепловая баня) 36, 159 |
162, |
164, |
165 |
|
|
||
— спиральности 167 |
|
||||||
Уравнение |
|
|
ЯМР 35, 50, 54, 60, 61, 109 |
Якушевич Людмила Владимировна
Нелинейная физика ДНК
Дизайнер М. В. Ботя Технический редактор А. В. Широбоков
Компьютерный набор и верстка Д. В. Панкратов Корректор Г. Г Тетерина
Подписано в печать 21.12.2007. Формат 60 х 84У16. Печать офсетная. Уел. печ. л. 14,65. Уч. изд.л. 14,21. Гарнитура Антиква. Бумага офсетная №1. Заказ №67.
АНО «Ижевский институт компьютерных исследований» 426034, г. Ижевск, ул. Университетская, 1.
http://shop.rcd.ru E-mail: mail@rcd.ru Тел./факс: (+73412) 500-295