Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 54160 МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОФИЗИКА И ФИЗИКА БИОМОЛЕКУЛ MOLECULAR BIOPHYSICS AND PHYSICS OF BIOMOLECULES МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОФИЗИКА И ФИЗИКА БИОМОЛЕКУЛ Effect of dissipation on the dynamics of kinks in the gene IFNA 17 Влияние эффектов диссипации на динамику Кинка в гене IFNA 17 Краснобаева Л А Krasnobaeva L A kla1983@mail.ru Якушевич Л В Yakushevich L V yakushev@icb.psn.ru Сибирский государственный медицинский университет; Томский государственный университет ru Siberian State Medical University; Tomsk State University ru Институт биофизики клетки РАН ru Institute of Cell Biophysics, Russian Academy of Sciences ru 25 06 2017 25 06 2017 2 1 232 235 20 06 2017 20 06 2017 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54160/view

В настоящей работе мы исследовали влияние диссипации на динамику локальных конформационных возмущений - кинков - в гене IFNA17. Для моделирования внутренней подвижности молекулы ДНК было использовано уравнение синус-Гордон с дополнительным слагаемым, имитирующим эффекты диссипации. Для решения этого уравнения был применен метод МакЛафлина-Скотта. Коэффициенты модельного уравнения усреднялись по всей последовательности гена. В этом приближении были получены временные зависимости скорости, координаты и полной энергии кинка для трех различных значений начальной скорости кинка: 500 м/с, 800 м/с и 1500 м/с, которые не превышают скорости звука в ДНК.

In this paper, we investigated the influence of dissipation on the dynamics of local conformational perturbations - kinks - in the IFNA17 gene. To simulate the internal mobility of the DNA molecule, we used the sine-Gordon equation with the additional term which imitated the effects of dissipation. To solve this equation, the method of McLaughlin and Scott was applied. The coefficients of the model equation were averaged over the entire sequence of the gene. In this approximation we obtained the time dependences of the kink velocity, coordinate and total energy for three different values of the initial kink velocities: 500 m/s, 800 m/s and 1500 m/s, which did not exceed the sound velocity in DNA.

 ген IFNA17 кинк метод МакЛафлина-Скотта модифицированное уравнение синус-Гордона gene IFNA17 kink method of McLaughlin and Scott modified sine-Gordon equation

Lawn R.M., Adelman J., Dul, T.J., Gross M., Goeddel D., Ullrich A. DNA sequence of two closely linked human leukocyte interferon genes. Science, 1981, vol. 212, pp. 1159-1162. Lawn R.M., Adelman J., Dul, T.J., Gross M., Goeddel D., Ullrich A. DNA sequence of two closely linked human leukocyte interferon genes. Science, 1981, vol. 212, pp. 1159-1162. GenBank: Homo sapiens interferon alpha 17 (IFNA17), mRNA. URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/NM_021268.2 (accessed December 23, 2016) GenBank: Homo sapiens interferon alpha 17 (IFNA17), mRNA. URL: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/NM_021268.2 (accessed December 23, 2016) Якушевич Л.В., Краснобаева Л.А. Траектория движения кинка в гене, кодирующем интерферон alpha 17 (IFNA 17). Актуальные вопросы биологической физики и химии, 2016, т. 1, c. 136-140. Trajectory of kink movement in the interferon alpha 17 coding gene (IFNA 17). Aktualnye problemy biologicheskoy fiziki i himii, 2016, vol. 1, pp. 136-140 (In Russ.)] Yakushevich L.V., Krasnobaeva L.A. Traektoriya dvizheniya kinka v gene, kodiruyuschem interferon alpha 17 (IFNA 17). Aktual'nye voprosy biologicheskoy fiziki i himii, 2016, t. 1, c. 136-140. Trajectory of kink movement in the interferon alpha 17 coding gene (IFNA 17). Aktualnye problemy biologicheskoy fiziki i himii, 2016, vol. 1, pp. 136-140 (In Russ.)] McLaughlin D.W., Scott A.C. Perturbation analysis of fuxon dynamics. Phys. Rev. A, 1978, vol. 18, 1652 p. McLaughlin D.W., Scott A.C. Perturbation analysis of fuxon dynamics. Phys. Rev. A, 1978, vol. 18, 1652 p. Якушевич Л.В., Краснобаева Л.А. Влияние диссипации и внешнего поля на динамику локальных конформационных возмущений в ДНК. Биофизика, 2007, т. 52, № 2, c. 237-243. [Yakushevich L.V., Krasnobaeva L.A. Influence dissipation and external field on thhe dynamics local deformations in DNA. Biophysics, 2007, vol. 52, no. 2, pp. 179-184. (In Russ.)] Yakushevich L.V., Krasnobaeva L.A. Vliyanie dissipacii i vneshnego polya na dinamiku lokal'nyh konformacionnyh vozmuscheniy v DNK. Biofizika, 2007, t. 52, № 2, c. 237-243. [Yakushevich L.V., Krasnobaeva L.A. Influence dissipation and external field on thhe dynamics local deformations in DNA. Biophysics, 2007, vol. 52, no. 2, pp. 179-184. (In Russ.)] Yakushevich L.V., Grinevich A.A., Ryasik A.A. Simulation of a kink movement in homogeneous and heterogeneous DNA sequences taking into account the dissipation. RJNAMIM, 2014, vol. 29, pp. 197-204. Yakushevich L.V., Grinevich A.A., Ryasik A.A. Simulation of a kink movement in homogeneous and heterogeneous DNA sequences taking into account the dissipation. RJNAMIM, 2014, vol. 29, pp. 197-204.