Modelos mecânicos para o estudo da dinâmica do DNA

Abstract

The dynamic behavior of the DNA shows motions of great amplitude and localized by the chain. The motions are even capable to open a single base pair on its biological temperature. This behavior is related to functional aspects of the molecule, like transcription and replication. In this work, we aim to understand this dynamic through the creation of breathers and its stability in the Peyrard-Bishop model. We study the in uence of the energy change in a stable breather solution. By the dynamic of the model, we infer the energy density that is needed to happen the phase transition in the system, that is, the DNA denaturation in a minimalistic view. In the sequence, we use atomistic molecular dynamics to relate the mechanical model with the in silico dynamic of the system. In the end, we verify the DNA double helix instability through induced torsional stress

O comportamento dinâmico do DNA apresenta movimentos de grande amplitude e localizados ao longo da cadeia, contendo inclusive aberturas locais de pares de bases. Esse comportamento est a relacionado com aspectos funcionais da mol ecula, como por exemplo a transcri ção e a replicação. Neste trabalho, procuramos compreender essa dinâmica através da criação e estabilidade de breathers no modelo de Peyrard-Bishop. Estudamos a inuência da variação de energia em uma estrutura de breather estável e por meio da dinâmica do modelo, inferimos a densidade de energia necess aria para que ocorra a transição de fase do sistema, ou seja, a desnaturação do DNA de forma minimalista. Na sequência do trabalho, utilizamos de dinâmica molecular no nível de representação atômica para relacionar o modelo mecânico com a dinâmica in silico do sistema. Por fim, verificamos a instabilidade da dupla hélice do DNA, quando a molécula e submetida a um estresse torcional