РЕШЕНИЯ КИНК - АНТИКИНК ДЛЯ ДВИЖЕНИЯ НУКЛЕИДА В ПОЛЕ ПОТЕНЦИАЛА В ПРОГРАММЕ PYTHON
DOI:
https://doi.org/10.26577/JPEOS.2024.v26-i2-a8Ключевые слова:
Модель Инглендера, физика ДНК, плотность энергии кинк-антикинка, программное обеспечение Python, деформация.Аннотация
Данная статья посвящена исследованию модели Инглендера в потенциальном поле. В модели нуклиды представлены в виде маятника, соединенного общей нитью. На основе модели Инглендера исследовано уравнение синус-Гордона, описывающее нелинейные системы. Рассмотрены новые нелинейные модели Пейрар-Бишопа, модели Поланд-Шерага, Якушевича и Скотта. С использованием модели Инглендера функциональность молекулы ДНК как графическая структура. В основе структурных изменений в модели Инглендера лежит кинк и антикинк. Рассчитаны аналитические и численные значения характеристик. Показано, как топологические аспекты используются в нелинейных моделях молекулы ДНК. Описана сложная динамика ДНК и ее топологические дефекты. Рассмотрено моделирование динамического процесса во время транскрипции или репликации путем применения уравнения ДНК. Используя параметры ДНК, решения уравнения получаются в виде кинка и антикинка. Найдена плотность энергии кинка и антикинка. Построены кривые плотности и поверхности кинк и антикинков. Для поиска решений дифференциальных уравнений используется метод разделения переменных. С помощью программного обеспечения Python получены 2D и 3D графики взаимодействия кинков-антикинков.
Библиографические ссылки
Ritort F., Journal of Physics: Condensed Matter 18, (2006). https://doi.org/10.1088/0953-8984/18/32/R01.
Yakushevich L.V., Nonlinear Physics of DNA, (NIZ "Regular and Chaotic Dynamics", Izhevsk Institute of Computer Research, 2007), 252 p. https://doi.org/10.1002/3527603700.
Oliveiri R., Molecular Cell 81, 1234-1245 (2021). https://doi.org/10.1016/j.molcel.2021.01.003.
Zoli M., Physical Review E 81, 051910 (2010). https://doi.org/10.1103/PhysRevE.81.051910.
Awasthi P., Dogra S. and R. Barthwal, Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology 127, 78-87 (2013). https://doi.org/10.1016/j.jphotobiol.2013.07.023.
Aly R.S., Chaos, Solitons & Fractals 142, 110669 (2021). https://doi.org/10.1016/j.chaos.2021.110669.
Likhachev I.V. and V.D. Lakhno, Preprints of the Keldysh Institute of Applied Mathematics 0, 232-12 (2018). https://doi.org/10.20948/prepr-2018-232.
Tsumoto K., Biophysical Reviews (2020). https://doi.org/10.1007/S12551-020-00673-W.
Scott E., Chu F. and D. McLaughlin, Waves in Active and Nonlinear Media in Electronics, (Soviet Radio, Moscow, 1977), 215-284. https://doi.org/10.20537/2076-7633-2012-4-1-209-217.
Nguyen H., Physical Review Letters 130, 228101 (2023). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.130.228101.
Englander S.W., Proceedings of the National Academy of Sciences 77, 7222-7226 (1980). https://doi.org/10.1073/pnas.77.12.7222.
Manghi M. and N. Destainville, Physics Reports 631, 1-41 (2016). https://doi.org/10.1016/j.physrep.2016.04.001.
Dehghan M. and A. Shokri, Computational and Applied Mathematics 230, 400-410 (2009). https://doi.org/10.1016/j.cam.2008.12.011.
Lakshmanan M. and S. Rajasekar, Nonlinear Dynamics: Integrability, Chaos and Patterns, (Springer, 2011). https://doi.org/10.1007/978-3-642-14938-2_3.
Grinevich A.A., Ryasik A.A. and L.V. Yakushevich, Chaos, Solitons & Fractals 75, 62-69 (2015). https://doi.org/10.1016/j.chaos.2015.02.009.
Nguyen H., Physical Review Letters 130, 228101 (2023). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.130.228101.
Matsumoto S., Scientific Reports 12, 10980 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-15578-1.
Zhou Y., Journal of the American Chemical Society 143, 543-555 (2021). https://doi.org/10.1021/jacs.1c03467.
Patel A., Biophysical Journal 118, 567-579 (2022). https://doi.org/10.1016/j.bpj.2022.03.010.
Fan J., Physical Review E 105, 045501 (2022). https://doi.org/10.1103/PhysRevE.106.054501.
Masulis I.S., Grinevich A.A. and L.V. Yakushevich, Biophysics 66, 248-258 (2021). https://doi.org/10.1134/s000635092102007x.
Singh R., Physical Review Letters 128, 108001 (2022). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.108001.
Zhang Y., Nature Communications 12, 22813 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-021-22813-3.