|
Математическое моделирование
Моделирование динамики заряда в однородных ДНК под действием постоянного электрического поля
Н. С. Фиалко Институт математических проблем биологии РАН— филиал ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, Пущино, Московская область, Россия
Аннотация:
На основе поляронной модели Холстейна рассмотрена задача моделирования блоховских осцилляций квантовой заряженной частицы в цепочке классических сайтов, помещенной в постоянное электрическое поле. Как известно, в жесткой решетке осцилляции Блоха описывают колебания заряда под действием постоянной электрической силы. Биополимеры описываются нежесткой решеткой, движение групп атомов – сайтов решетки – оказывает существенное влияние на динамику заряда. Основное внимание при проведении вычислительного эксперимента уделено параметрам, характерным для однородных полигуаниновых фрагментов ДНК. Исследован случай, когда в начальный момент заряд “возникает” на одном сайте цепочки, помещенной в поле с постоянной напряженностью, и не успевает сформировать полярон. Рассмотрена динамика заряда в невозмущенной цепочке (при температуре, равной нулю). Сделана оценка минимальной длины цепочки, в которой краевые эффекты не влияют на динамику заряда при блоховских колебаниях. Для движения центра масс заряда проведен сравнительный анализ с динамикой полярона, исследованной ранее в работах Коршуновой и Лахно. Проведено моделирование блоховских осцилляций заряда при конечной температуре. Для определения частоты колебаний заряда, кроме визуального контроля, использовалось разложение в ряд Фурье. Показано, что усреднение по реализациям приводит к сглаживанию колебаний, что затрудняет изучение влияния температуры на блоховские осцилляции. По результатам моделирования можно предположить, что для определения температуры, при которой блоховские осцилляции разрушаются, надо более детально исследовать динамику отдельных реализаций.
Ключевые слова:
синтетические однородные полинуклеотиды, модель Холстейна, напряженность, термостат Ланжевена, блоховские осцилляции.
Материал поступил в редакцию 14.10.2024, 20.11.2024, опубликован 05.12.2024
Образец цитирования:
Н. С. Фиалко, “Моделирование динамики заряда в однородных ДНК под действием постоянного электрического поля”, Матем. биология и биоинформ., 19:2 (2024), 439–452
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/mbb570 https://www.mathnet.ru/rus/mbb/v19/i2/p439
|
Статистика просмотров: |
Страница аннотации: | 23 | PDF полного текста: | 11 | Список литературы: | 1 |
|