Reply to a revised comment on "Why is the DNA denaturation transition first order?"
结果表明，在物理学评论快报的缩放分析。85，4988（2000）是有效的有限链长度相关的实验，相反，最近的索赔由A。Hanke和R.梅茨勒在cond-mat/0110164。
2003-03-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio
Blinking statistics of a molecular beacon triggered by end-denaturation of DNA
我们使用一个主方程的方法的基础上的波兰-Scheraga自由能的DNA变性研究（解）拉链动力学的变性楔形在一段DNA，这是夹紧在一端。特别是，我们量化的闪烁动力学的荧光团猝灭剂对安装在变性楔。我们还研究了在蛋白质存在下的行为变化，这些蛋白质选择性地与单链DNA结合。我们表明，这样的设置可以很好地适合作为一个易于实现的纳米器件，用于在小体积中感测环境条件。
2005-08-20 cond-mat.soft
Comment on " A simple model for DNA denaturation"
通过Garel等人（Europhys. Lett. 55，132（2001），cond-mat/0101058）与流行的重整化群参数不一致。
2002-03-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio
Reply to the Comment by A. Hanke and R. Metzler on "Why is the DNA Denaturation Transition First Order?"
结果表明，在物理学评论快报的缩放分析。85，4988（2000）（cond-mat/0007141）对与实验相关的长度有限的链是有效的，这与A. Hanke和R.梅茨勒在cond-mat/0108323。
2001-12-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio
Can Finite Size Effects in the Poland-Scheraga Model Explain Simulations of a Simple Model for DNA Denaturation ?
我们比较了以前的模拟结果的一个简单的模型的DNA变性的波兰Scheraga模型的预测。集中在后者模型的临界区域，我们计算的热力学量和分布函数的模拟测量。我们发现，波兰Scheraga模型产生一个很好的拟合的数据，提供（i）我们包括一个（奇异）因素加权的双链链的开放端，（ii）我们保持领先的校正有限尺寸标度限制。控制端部加权因子的指数c_1被相当好地确定：0.1 <~ c_1 <~ 0.15。指数c决定了大环的长度分布，但它的确定性很差。这些数据与c值至少在1.9 <~ c <~ 2.2范围内是一致的。因此，从数据中不能确定变性转变渐近地是一级还是二级。我们认为，模拟两端封闭的双链可能会更精确地确定c。
2005-02-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Sufficient minimal model for DNA denaturation: Integration of harmonic scalar elasticity and bond energies
我们研究DNA变性整合弹性-所描述的高斯网络模型-与键结合能，区分不同的碱基对和堆积能。我们使用精确的计算，在模型中，任何部分变性状态的亥姆霍兹自由能，这意味着所有形成的气泡（“环”）的熵占。考虑到碱基对键去除单事件，通过在所有剩余的碱基对键上最小化该过程的自由能差来选择指定用于打开的键。尽管它非常简单，对于几个已知的DNA序列，我们的结果是符合现有的理论和实验研究。此外，我们报告沿变性途径，这允许检测稳定或亚稳定的部分变性状态，组成的“气泡”，作为本地的自由能最小值分离的障碍，自由能配置文件。我们的方法允许研究非常长的DNA链与常用的计算能力，因为我们证明了一些随机序列的范围在200-800碱基对。对于后者，我们还阐明了系统的自平均性质。众所周知的呼吸动力学的DNA的影响进行了阐述。
2016-06-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Models of DNA denaturation dynamics: universal properties
我们简要回顾了一些用于描述DNA变性动力学的模型，重点是动力学指数$z$的值，它管理的缩放的特征时间$τ\sim L^z$作为序列长度$L$的函数。这些模型包含不同程度的简化，特别是有时它们不包括螺旋缠结的描述：我们讨论这方面如何影响$z$的值，范围从$z=0$到$z \approx 3.3$。还提到了与实验的联系。
2014-02-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Protein-mediated Loops and Phase Transition in Nonthermal Denaturation of DNA
我们使用统计力学模型来研究蛋白质介导的环存在下的DNA非热变性。我们发现，环状蛋白质随机连接DNA碱基位于沿链的距离可能会导致一级相变。我们估计了在相变附近的变性转变时间，可以与实验数据进行比较。该模型描述了多环的形成，通过动态（波动）连接成环蛋白质之间，这是必不可少的许多细胞生物学过程。
2009-12-21 cond-mat.soft
DNA Bubble Life Time in Denaturation
我们已经调查了变性气泡的生活时间为一个均匀的，以及为一个异质的DNA在波兰Scheraga模型。结果表明，在临界状态下，如果圈熵指数c>2，均匀DNA的气泡寿命是有限的，并且当c<2时，气泡寿命与DNA长度有标度关系。对于任何熵指数，在临界点处的异质性使得气泡的寿命为无穷大。
2010-10-11 cond-mat.soft
Direct observation of large temperature fluctuations during DNA thermal denaturation
本文报道了直接测量双链DNA热变性相变时低频温度涨落的方法。仅在变性发生的温度范围内发生的波动比预期的平衡波动大几个数量级。在相同序列的单链DNA中不存在。在给定温度下的波动也取决于等待时间，并在几个小时的范围内消失。结果表明，在25-30 k_{B} T_{0}（T_{0} = 300 K）的温度范围内，由于通过势垒跃迁而处于动态平衡的变性碱基对和闭合碱基对的共存，导致了大的涨落.
2006-02-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Path Integral Method for DNA Denaturation
利用虚时间路径积分方法研究了均匀DNA的统计物理。通过宏观约束选择的路径的集合来描述碱基对拉伸，满足热力学第二定律。在特定温度$T^*_c$附近和之上，对配分函数有贡献的路径的数目强烈地增加，而未结合碱基对的分数在$T^*_c$附近和之上连续地增长。后者与变性温度一致。因此，两条互补链的分离表现为一种高度协同的现象，相对于$T$显示出平滑的交叉。通过改变路径系综在温度范围下限处的大小，计算了大温度范围内的量子化学性质。没有重大的物理依赖系统的大小已经设想。熵随$T$的增大而增大，比热在$T^*_c$处出现一个显著的峰值.相对于$T$的峰的位置随着沿链的非谐堆积相互作用的刚度而变化。结果表明，均质DNA的变性具有二级相变的特征。该方法考虑了大量自由度的协同行为，同时计算时间保持在合理的范围内。
2009-03-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A simple model for DNA denaturation
在波兰和Scheraga之后，我们考虑了DNA变性转变的简化模型。这两条链被建模为相互作用的聚合物链。吸引力的相互作用，模仿四个碱基之间的配对，减少到一个单一的短程结合期限。此外，禁止碱基对错位，这意味着这种结合术语只存在于两条链的相应（相同的曲线横坐标）单体。我们考虑了两链单体之间的排斥体积排斥，而忽略了链内排斥。我们发现，排除的体积项产生了一个有效的排斥链之间的相互作用，衰减为$1/r^{d-2}$。由于链之间的这种长程排斥，变性转变在任何维度上都是一级的，与以前的研究一致。
2001-01-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio
Why is the DNA Denaturation Transition First Order?
我们研究了一个DNA的变性跃迁模型，其中分子被认为是由一系列交替的结合片段和变性环组成的。我们考虑到排除体积之间的相互作用，变性的循环和其余的链利用最近的结果的任意拓扑结构的聚合物网络的标度特性。的相变被发现是一阶在d=2维及以上，在与实验和方差与以前的理论结果，其中只有排除体积内变性循环的相互作用被考虑在内。我们的结果与最近的数值模拟结果一致。
2000-10-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio
Control of DNA denaturation bubble nucleation to advance nano-biosensing
在要求苛刻的生物传感环境中，提高选择效率策略已成为一个具有重要意义的问题。含有200至400个碱基对的DNA微环，也称为microDNA，是自然界中发现的超螺旋DNA环的代表。它们的短尺寸使它们非常容易扭动和扭曲，这是已知的在DNA变性中起核心作用。我们研究微环长度和超螺旋密度，诱导DNA变性气泡的纳米尺寸和控制定义明确的长寿命。介观建模和加速动力学模拟使我们能够准确地研究与长寿命变性气泡的成核和闭合机制相关的热力学和动力学性质。我们的研究结果为新型的DNA生物传感器铺平了道路，对特定的DNA结合蛋白具有更高的选择性。
2018-05-11 cond-mat.soft physics.bio-ph
How adsorption influences DNA denaturation
研究了在固体表面有吸引力的情况下DNA的热致变性。DNA的两条链通过两个耦合的柔性链建模，没有体积相互作用。如果两条链吸附在表面上，变性相变消失。相反，存在到弱自然状态的平滑交叉。我们的第二个结论是，即使在给定的温度下，链间吸引力太弱，无法形成自然状态，而表面链吸引力太弱，无法形成吸附状态，这两种吸引力的组合效应也可以导致自然和吸附状态。
2009-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft q-bio.BM
DNA thermal denaturation by polymer field theory approach: effects of the environment
我们分析了环境（溶剂质量，存在的扩展结构-拥挤的环境）的影响，可能会影响变性和有界DNA状态之间的过渡顺序，并导致DNA链的构象特性的标度律的变化。我们发现，所研究的效果显着影响的强度的一阶过渡。为此，我们重新考虑波兰-Scheraga模型和应用聚合物场论计算熵指数与变性环分布。对于$d = 3$的情况下，相应的发散$ε= 4-d$扩展评估通过恢复其收敛通过remation技术。对于空间维度$d = 2$，从将聚合物模型映射到二维随机晶格上推导出指数，即，在存在量子引力的情况下。我们还表明，一阶跃的存在下，进一步加强了扩展的不可渗透的区域在溶剂中，限制了大分子配置的数量。
2021-10-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The dynamics of the DNA denaturation transition
用Peyrard-Bishop-Dauxois模型研究了DNA变性的动力学。在变性温度以下，双链聚合物的变性速率作为长度的函数呈指数下降。在Tc以上，速率显示最小值，但随后作为长度的函数增加。我们还研究了顺序和溶剂摩擦的影响。根据碱基对的顺序，具有相同数量的弱碱基对和强碱基对的分子可以具有显著不同的打开速率。
2012-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.bio-ph
Bubbles, clusters and denaturation in genomic DNA: modeling, parametrization, efficient computation
本文使用介观，非线性晶格动力学（Peyrard-Bishop-Dauxois，PBD）建模来描述DNA在变性温度以下和附近的热性质。计算效率的符号介绍了相关的统计力学。计算的熔化配置文件的长和短的异质序列，使用最近推出的重新参数化的PBD模型，并严格讨论。扩展开放的气泡和绑定集群的统计制定和结果，为选定的例子。
2011-02-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Can a double stranded DNA be unzipped by pulling a single strand?: Phases of adsorbed DNA
我们研究了双链DNA（dsDNA）的解链，通过在单链上施加外力，而使另一条链自由。我们发现，如果外力超过一个临界值，双链DNA可以解压缩成两个单链。我们得到的相图被发现是不同的从解压缩的相图，通过拉两股在相反的方向。在DNA附近存在吸引表面的情况下，相图得到急剧修改，并显示出更丰富的惊喜，包括一个临界端点和一个三相点。
2009-06-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effects of mechanical strain on thermal denaturation of DNA
当暴露于高温时，由于链上的DNA片段变性，多余的连接数被分子的未变性部分吸收。由于未变性部分的过度卷绕而产生的机械能原则上可以改变热变性过程的性质。假设与这种过度缠绕相关的应变没有得到缓解，我们发现，一个简单的模型应变改变熔化导致抑制的熔化过渡时，不变的过渡是连续的。当熔化转变是第一级时，在没有与过卷绕相关的应变的情况下，修改是第三级相变。
2001-05-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Critical dynamics of DNA denaturation
我们提出了详细的分子动力学结果的位移自相关谱的Peyrard-Bishop模型的热DNA变性。当接近相变时，光谱取决于波长是否小于或超过相关长度。在第一种情况下，谱由单个峰主导，其频率接近谐波链的裸声频，并且其线宽接近零，如$T_c-T$。在第二种情况下，中央峰（CP）的功能是占主导地位的，占大部分的重量; CP的线宽似乎是温度无关的。我们还提出了力自相关谱，这可能是相关的本地化模式的统计特性分析。
2002-11-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio
Localization of Denaturation Bubbles in Random DNA Sequences
我们研究了长的、拉伸的DNA随机序列中扭曲诱导的变性泡的热力学和动力学行为。与弱扭曲相关联的小气泡是离域的。在阈值扭矩以上，几十个碱基或更大的气泡变得优先定位于富含\AT的区段。在本地化的制度，气泡表现出“老化”和移动亚扩散与连续变化的动态指数。这些性质是使用大偏差理论的结果与标度参数，并验证了蒙特卡罗模拟。
2003-02-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Pulling short DNA molecules having defects on different locations
我们提出了一个研究的作用，缺陷的短DNA分子的稳定性。我们考虑短的DNA分子（16个碱基对），并调查这些分子的热以及机械变性的缺陷，发生在分子的任何地方的存在下。为了研究，我们考虑四种不同类型的链。不仅AT与GC的比例不同，而且AT和GC沿分子的分布也不同。在统计模型中进行适当的修改，以显示一对中的缺陷，我们研究了短DNA分子在热力学和恒力系综中的变性。在力系综中，我们将DNA分子从每一端拉出（保持另一端自由），并观察到分子中存在缺陷时分子开放的一些有趣特征。我们计算的概率开放的DNA分子在恒力合奏解释碱基对的开放，因此在存在缺陷的分子的变性。
2015-09-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Microscopic mechanism for experimentally observed anomalous elasticity of DNA in 2D
通过探索最近的模型[Palmeri，J.，M. Manghi和N.德斯坦维尔2007.物理修订信函99：088103]其中，由蠕虫状链模型描述的DNA弯曲弹性与碱基对变性相结合，我们证明了当被限制在二维（2D）中时，小的变性气泡导致纳米尺度的DNA柔性的异常，如原子力显微镜（AFM）实验中所报道的[Wiggins，P.A.，等人，2006年。Nature Nanotech. 1：137-141]。我们的模型产生非常好的拟合实验数据和定量预测，可以通过实验进行测试。虽然当DNA在三维（3D）中自由波动时存在这种异常，但它们太弱而无法被检测到。螺旋双链DNA中碱基之间的相互作用通过在2D基底上的静电吸附来修饰，这有利于局部变性。这项工作调和了观察到的2D和3D DNA弹性特性之间的明显差异，并指出，DNA（及其伴随蛋白质和酶）的3D特性的结论并不直接遵循AFM的2D实验。
2009-03-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Thermal denaturation of fluctuating finite DNA chains: the role of bending rigidity in bubble nucleation
文献中的统计DNA模型通常是有效的模型，其中仅考虑碱基对状态（未断裂或断裂）。由于一系列断裂键或气泡的有效抗弯刚度与双链状态相比降低了30倍，因此需要在更一般的介观模型中包含分子构象自由度。在本文中，我们这样做，提出了一个一维伊辛模型，它描述了内部的碱基对状态，耦合到一个离散的蠕虫状链模型描述链配置[J. Palmeri，M. Manghi和N. Destainville，Phys. Rev. Lett. 99，088103（2007）]。这个耦合模型是完全解决使用传输矩阵技术，提出了一个类似的路径积分处理的量子双原子分子。当链波动被整合出来时，变性转变温度和宽度自然地出现为一个明确定义的哈密顿量的模型参数的显式函数，揭示了该转变是由气泡和双链段之间的弯曲（熵主导）自由能的差异驱动的。计算的熔解曲线（开放碱基对的分数）是在良好的协议与实验熔解曲线的polydA-polydT。预测的均方半径作为温度的函数的变化导致一个连贯的新的解释实验观察到的热粘度转变。最后，详细研究了DNA链长度的影响，强调了有限尺寸效应的重要性，即使是由几千个碱基对组成的DNA。
2007-09-18 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Slow closure of denaturation bubbles in DNA: twist matters
利用布朗动力学模拟研究了DNA中长平衡变性泡的闭合。使用最小介观模型，其中双螺旋由两个相互作用的珠-弹簧自由旋转链组成，在双链状态下具有非零扭转模量，$κ_ϕ=$ 200至300 kT。对于长度为N=40 ~ 100 bp的DNA，在其中间有一个大的初始泡，其闭合时间为0.1 ~ 100微秒，泡从两端开始缠绕，直到达到10 bp的亚稳态。最终的闭合受到三种竞争机制的限制，这取决于$κ_ϕ$和N：臂扩散直到它们对齐，气泡沿着DNA扩散直到到达一端，或局部Kramers过程（跨越扭转能垒）。对于夹紧端或长DNA，封闭通过后一种温度激活机制发生，首次与实验产生良好的定量一致性。
2013-04-24 cond-mat.soft
Effect of external stress on the thermal melting of DNA
讨论了外应力对均质DNA热变性的影响。将双链DNA的每一端拉出来，会对该分子的长片段的热变性或解链产生深远的影响。我们讨论的拉伸力施加到DNA链的两端之一，包括充分考虑排除体积的后果，在这种情况下，大大简化了分析的这种过渡的影响。我们还讨论了热变性和力产生的分离的相互作用时，张力是由一个力产生的末端的双股和一个相等的和相反的力施加到另一端的第二条链。
2007-09-24 cond-mat.soft
Numerical study on a disordered model for DNA denaturation transition
我们数值研究了一个无序版本的DNA变性转变模型（DSAW-DNA），该模型由两个相互作用的SAW组成，在3d中，在均匀的情况下经历一级转变。碱基对之间相互作用的两个可能值eAT和eGC被视为沿链以等概率分布的猝灭随机变量。我们测量的数量平均超过无序，如能量密度，比热和概率分布的环路长度。当应用在均匀的情况下使用的标度律，我们发现，过渡似乎是更平滑的存在的混乱，在一般的理论论据。然而，我们不能排除仍然是第一级过渡的可能性。
2006-11-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
The continuum limit of the Poland-Scheraga DNA denaturation model
本文基于场论推导了长DNA分子的相图，发现两种稳定固定点，其中一种导致连续相变，另一种导致一级相变。
2026-07-14 cond-mat.soft physics.bio-ph
Investigation of DNA denaturation in Peyrard-Bishop-Dauxois model by molecular dynamics method
在Peyrard-Bishop-Dauxois模型下，用直接分子动力学模拟方法研究了$(PolyA/PolyT)_{100}$双链体到变性态的相变.计算了双链体的总能量和热容的温度依赖性。所应用的方法可用于计算任何长度和核苷酸组成的双链体的统计特性。
2018-11-08 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Melting behavior and different bound states in three-stranded DNA models
DNA的热变性经常用粗粒模型来研究，其中天然连续碱基配对通过仅在沿着链的相同位置处的单体之间存在吸引力相互作用来模拟（波兰和Scheraga模型）。在此框架内，在双链体DNA将处于变性状态的条件下，三链DNA结合状态的存在最近从简化的分级晶格（$d>2$）和$1+1$维度上的三个定向聚合物模型的研究中预测。这种类似于核物理学中埃菲莫夫效应的现象被称为埃菲莫夫-DNA。在本文中，我们研究了尺寸为$d<2$的Sierpinski垫片上的三链DNA的熔化，通过分配额外的权重因子到叉的开口和闭合，以诱导双链DNA熔化。在这样的背景下，我们可以再次发现Efimov-DNA样状态的存在，但令人惊讶的是，我们还发现了一种不同的相的存在，称为混合状态，其中链是成对结合的，但没有三个链接触。而Efimov DNA原来是一个交叉附近融化，混合相是一个热力学相。
2014-01-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Sharp DNA denaturation in a helicoidal mesoscopic model
Peyrard-Bishop DNA模型描述了具有简单势的分子相互作用，其允许有效地计算解链温度。然而，它是基于不考虑螺旋扭曲或任何其他相关分子尺寸的哈密顿量。在这里，我们从一个更现实的3D模型，并制定出几个近似，以达到一个新的非线性一维哈密顿与扭曲角的依赖。我们的近似值进行了数值比较，全三维计算，并建立其有效性，在政权的小角度。对于长的DNA序列，我们得到尖锐的，一阶的熔化，过渡。
2020-05-25 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Variety of Scaling Laws for DNA Thermal Denaturation
我们讨论了可能的机制，可能会影响变性和绑定的DNA状态之间的过渡的顺序，并导致DNA链的构象特性的标度律的变化。为此，我们重新考虑波兰-Scheraga模型，并应用聚合物场论方法来计算与变性环分布相关的熵指数。我们讨论特别是这种过渡的变种，可能会发生由于解决方案的属性，并可能会影响自我和相互作用的单链和双链。我们发现，所研究的效果显着影响的强度的一阶过渡。这特别表现在控制DNA环和链分布的比例定律的变化上。作为这些变化的定量测量，我们提出了相应的标度指数的值。对于$d=4-\varepsilon$情形，我们得到了相应的$\varepsilon^4$展开式，并利用重量化技术计算了空间维$d=3$的微扰理论展开式.
2021-03-15 cond-mat.soft
Tunable Thermal Switching via DNA-Based Nano Devices
DNA有一个明确的结构转变-双链形式变性为两条单链-这强烈影响其热传输特性。我们表明，根据广泛实施的DNA变性模型，可以设计DNA“heattronic”设备，在变性转变（~350 K）的狭窄温度范围内具有快速增加的热导率。电导的这种快速增加或“切换”的起源是当温度越过转变温度和DNA变性时晶格的软化和非线性效应的抑制。最重要的是，我们证明了DNA纳米结具有广泛的热可调性，由于不同的序列和长度，并利用潜在的非线性行为。我们讨论了碱基序列中无序的作用，以及与基因组DNA的关系。这些结果为开发具有非线性结构动力学的材料的热器件以及理解DNA变性的潜在机制奠定了基础。
2012-12-28 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Bubble Statistics and Dynamics in Double-Stranded DNA
在Peyrard-Bishop-Dauxois模型的框架下，利用Langevin动力学方法研究了双链DNA的动力学性质。我们的模拟进行了分析，在两个概率函数描述相干本地化分离（“气泡”）的双链。我们发现，由此产生的气泡分布是更尖锐的峰值比发现在活跃的网站中获得的分布。我们的分析归因于这样一个事实，即气泡的寿命显着影响的分布函数。我们发现，某些碱基对序列促进长寿的泡沫，我们认为，这是由于存在于系统中的非线性和无序之间的长度尺度竞争。
2006-01-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stacking Interactions in Denaturation of DNA Fragments
在路径积分理论框架下建立了非均相DNA变性的介观模型。碱基对拉伸被视为一维的，时间依赖的路径，有助于配分函数。的路径合奏的大小，它测量系统的协同性的程度，计算与温度一致的模型潜在的物理要求。它示出的系综尺寸强烈变化的分子骨架刚度提供堆叠和熔融转变的功能之间的定量关系。后者是从片段的富含\emph{adenine-thymine}的部分开始的整体平滑交叉。谐波堆积耦合沿$T$轴移动多步变性的发生，但不改变交叉的特征。计算开放碱基对与温度的分数的方法进行了讨论：通过平均的路径合奏的碱基对位移，我们发现，这样的分数信号的多步骤的过渡，在很好的协议所提供的指示比热图。
2011-06-21 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
DNA denaturation bubbles: free-energy landscape and nucleation/closure rates
采用粗粒度元动力学和布朗模拟方法研究了DNA中非超螺旋应力诱导变性气泡的成核和缓慢闭合机制。一个最小的介观模型是使用的双螺旋线是由两个相互作用的珠弹簧旋转股在双工状态与规定的扭转模量。我们证明，时间尺度的成核（分别。关闭）的约10个碱基对的气泡，与实验一致，是与交叉的自由能势垒的$22~k_{\rm B}T$（分别。$T$）。元动力学允许我们准确地重建自由能景观，以表明自由能障碍来自气泡和双态之间的扭转能量的差异，从而突出限制步骤，集体扭曲，控制成核/闭合机制，并访问毫秒范围内的开放时间尺度。与小的呼吸气泡相反，这些超过4个碱基对的气泡具有生物相关性，例如当特定DNA结合蛋白需要预先存在的变性状态时。
2015-01-12 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Partition function of a bubble formed in double stranded DNA
通过考虑两个给定长度的单链DNA（ssDNA）系统的可能构型的总权重和位置矢量{\bf r}的分布函数，计算了嵌入双链DNA（dsDNA）中的气泡配分函数的熵部分它将双链DNA中气泡的两个拉链叉分开。对于位置矢量{ \bf r}的分布函数，我们使用从蠕虫状链模型中找到的给定长度的dsDNA链的端到端矢量{ \bf r}的分布。我们表明，当形成气泡的链被假定为高斯的所谓的环闭合指数$c$是3，当我们进行校正，包括在每个链的自我回避的值$c$变为3.2。
2009-09-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A Simple Model for the DNA Denaturation Transition
研究了三维简单立方晶格上的相互作用的自回避游动对。它们具有共同的起源，并且仅允许在沿着链的相同单体位置处重叠。后一种重叠确实受到能量增益的青睐。这是受Poland和Sheraga很久以前提出的DNA变性转变模型的启发[J. Chem. Phys. { \bf 45}，1464（1966）]，然而，在该模型中没有充分考虑自我回避。对于这两种模型，都存在一个温度T_m，在该温度T_m以上，打开的熵优势克服了形成紧密结合的双链结构所获得的能量。数值模拟结果表明，该相变是一级相变（能量密度不连续），但表面张力的模拟消失，且相变点附近的标度律完全是交叉指数为1的二级相变。数值和精确解析结果表明，在部分或完全忽略自回避的修正模型中，转捩是二阶的。
1999-10-13 cond-mat.soft q-bio
Dynamics of a bubble formed in double stranded DNA
研究了双链DNA中标记碱基对的涨落动力学。我们用描述碱基对水平相互作用的势模型计算了作用在标记碱基对上的漂移力，并以此建立了Fokker-Planck方程，计算的位移自相关函数与Altan-Bonnet { \it et. al.}物理修订信函{ \bf 90}，138101（2003）在测量的整个时间范围内。我们计算最可能的位移，主要是有助于自相关函数和这些位移的半时历史。
2008-09-26 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Force Induced DNA Melting
当沿着轴拉动时，双链DNA经历大的构象变化，并且在约70 pN的拉力下伸长约两倍于其初始轮廓长度。这种高度过度伸展的DNA形式的转变是非常合作的。施加垂直于DNA轴的力（解链），双链DNA也可以分离成两个单链DNA，这是DNA复制的基本过程。我们用全原子分子动力学（MD）模拟方法研究了DNA的过度拉伸和解链转变，并认为与上述过程相关的双链DNA构象变化可以看作是力诱导的DNA解链.随着DNA一端的力增加，DNA在取决于拉动方向的临界力之后开始突然/平滑地熔化。DNA完全熔化的临界力fm随着系统温度的升高而降低。解链情况下的解链力小于沿螺旋轴拉动DNA时的解链力。在通过解链解链的情况下，双链分离具有跳跃，其对应于由于不同碱基对序列而产生的不同能量最小值。Watson-Crick碱基对氢键断裂的分数作为力的函数不显示平滑和连续的行为，并且由平台和随后的急剧跳跃组成。
2008-09-10 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Stretching of a single-stranded DNA: Evidence for structural transition
最近的实验表明，仅由腺嘌呤[poly（dA）]组成的单链DNA（ssDNA）的力-延伸（F-x）曲线与胸腺嘧啶[poly（dT）]显著不同。在这里，我们表明，基地堆积相互作用是不足以描述的F-x曲线中看到的实验。减少反应坐标所产生的螺旋形成在低力和增加的连续磷酸盐之间的距离在拉伸状态下的非堆叠基地在高力在所提出的模型，定性地再现实验观察到的功能。F-x曲线中的多步平台是ssDNA结构变化的标志。
2009-07-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Plectoneme tip bubbles: Coupled denaturation and writhing in supercoiled DNA
生物信息不仅存储在双螺旋DNA的数字化学序列中，而且还编码在DNA链的机械特性中，这可以影响涉及其读出的生化过程。例如，Lac操纵子中的环的形成可以调节关键基因的表达，并且DNA超螺旋与蓝藻中的节律性圆曲线基因表达密切相关。超螺旋对于真核和原核细胞中基因组的大规模组织也很重要。DNA可以通过扭曲形成环状结构来对扭转应力做出反应，这种环状结构被称为原丝，从而将储存在扭曲中的能量转化为储存在弯曲中的能量。变性气泡也可以放松扭转应力，其吸收欠扭转的能力补偿了断裂键的破坏成本。在这里，我们预测一个新的制度，泡沫形成的plectonemes的尖端，并研究其性质，使用粗粒度的模拟。这些尖端气泡可以发生积极和消极的超螺旋，大大减少了钉扎机制的plectoneme扩散。它们可以导致plectonemes优先定位于AT丰富的区域，因为气泡更容易在那里形成。尖端气泡制度发生的超螺旋密度和力量，通常遇到的DNA在体内，并可用于生物控制的基因组过程。
2014-04-10 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Renormalization Group Limit Cycle for Three-Stranded DNA
我们证明了在双链体熔点处存在一个类似Efimov的三链DNA结合态，并用重整化群极限环来描述。一个非微扰RG是用来获得这个结果，在一个模型中只涉及短程配对。我们的研究结果表明，Efimov物理可以在聚合物体系中进行测试。
2012-12-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech quant-ph
Bubble-bound state of triple-stranded DNA: Efimov Physics in DNA with repulsion
通过精确的实空间重整化群（RG）变换和有限长链比热的精确计算，建立了大尺寸（$d\geq 5$）三链DNA的热力学相，即两条束缚链和一条束缚链的气泡的混合相.类似的精确计算的分形Sierpinski垫片尺寸$d<2$建立排斥三链相互作用的存在下的相的稳定性。与Efimov DNA相反，其中三条链结合，但没有两条链结合，混合相出现在两条链解链温度的结合侧。Efimov-DNA和混合相都是由于链交换机制而形成的。
2017-03-28 cond-mat.soft
Shear unzipping of double stranded DNA
提出了一个简单的非线性标量位移模型来计算剪切力对双链DNA（dsDNA）分子的作用分布以及使分子的两条链分离所需的剪切力$F_c$的大小.它示出，只要力拉在其应用的方向上的整个股的值$F_c$线性地依赖于长度;从线性行为的偏差发生时，一个股的一部分在相反的方向上移动的影响下的力作用在其他股。作为dsDNA分子长度的函数的$F_c$的计算值与Hatch等人的实验值非常一致（Phys. Rev. $\bf 78$，011920（2008））。
2011-08-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Melting and unzipping of DNA
对DNA热变性的实验研究强烈表明，这种转变是一级的。自六十年代初以来，这种转变一直在理论上进行研究，主要是在一种方法中，DNA分子的微观构型由非相互作用的结合片段和变性环的交替序列给出。这些模型的研究忽略了排斥，自我回避，不同的环和片段之间的相互作用，总是产生连续的变性转变。在这项研究中，我们利用最近的结果的任意拓扑结构的聚合物网络的标度特性，以考虑到排除体积之间的相互作用变性的循环和其余的链。因此，我们得到一个一阶相变在d=2维及以上，与实验一致。我们还考虑在我们的方法中的解压缩转换，这发生在两个DNA链被拉开时，由外力作用在一端。我们发现解压缩转变也是一阶的。虽然变性和解压缩转换是一级的，但它们在某些性质上确实表现出临界波动。例如，环尺寸分布在过渡处代数地衰减，并且变性末端段的长度随着接近过渡而发散。我们在我们的方法中评估这些关键属性。
2001-08-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio
Numerical study of the disordered Poland-Scheraga model of DNA denaturation
我们数值研究了二元无序的Poland-Scheraga模型的DNA变性，在该制度下，纯模型显示一级转变（循环指数$c=2.15>2$）。我们使用一个Fixman-Freire计划的熵的循环，并考虑链长度高达$N=4 \cdot 10^5$，平均超过$10^4$样本。我们提出了并行的两个边界条件，即有界-有界（bb）和有界-无界（bu）的各种观测结果，因为他们提出了非常不同的有限尺寸行为，无论是在纯的情况下，在无序的情况下。我们的主要结论是，在无序的情况下，过渡仍然是一级的：在（bu）的情况下，无序的平均能量和接触密度呈现交叉为不同的值$N$没有重新缩放。此外，我们得到，这些无序平均观测量不满足有限尺寸标度，作为一个强的样本到样本的伪临界温度波动的结果。对于一个给定的样品，我们提出了一个程序，以确定其伪临界温度，并表明，该样品，然后服从一级跃迁有限尺寸标度行为。最后，我们得到的无序平均临界回路分布仍然是由$P(l) \sim 1/l^c$在制度$l \ll N$，在纯的情况下。
2005-05-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Dynamical Scaling and Phase Coexistence in Topologically-Constrained DNA Melting
有一个长期的实验观察，拓扑约束的DNA，如环状封闭质粒的解链，是不那么突然比线性分子。这一发现指出了拓扑学在DNA变性物理学中的有趣作用，然而这一点却知之甚少。在这里，我们揭示了这个问题相结合的大规模布朗动力学模拟与解析可解的现象学朗道平均场论。我们发现，熔融和超螺旋之间的竞争导致在单分子水平上的变性相和完整相共存。这种共存发生在很宽的温度范围内，从而解释了转变的加宽。最后，我们的模拟显示了一个有趣的拓扑结构依赖的标度律管理的超螺旋质粒中的变性气泡的增长，这可以理解内提出的平均场论。
2017-03-24 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Numerical evidence for relevance of disorder in a Poland-Scheraga DNA denaturation model with self-avoidance: Scaling behavior of average quantities
本文用数值方法研究了序列不均一性对考虑自回避效应的Poland-Scheraga模型的热力学性质的影响，即环长概率分布的指数c_p=2.15。在补充以前的晶格蒙特卡罗的研究，我们认为在这里的大序列长度的非晶格数值计算，依靠高效的算法方法。我们研究有限尺寸效应与适当的内在长度尺度x的定义，取决于模型的参数。基于足够大的稀有区域的出现，对于给定的序列长度N，该研究提供了有限大小行为的定性图片，表明无序的影响只能在序列长度与x呈指数发散的情况下才能被感知。我们进一步详细研究了x=1.3的特殊情况下的平均量，通过这个参数的选择，确保了非晶格和晶格研究之间的对应关系。总之，各种结果可以被投射在一个连贯的画面中，其中在小尺寸N < 1000的几乎纯的系统样行为（如在晶格上模拟中观察到的）与指示无序相关性的表观渐近行为（具有（平均）相关长度指数v_r >= 2/d（=2））之间具有交叉。
2006-11-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Comment on "Monomer Dynamics in Double- and Single-Stranded DNA Polymers"
讨论了Shusterman等人[Phys. Rev. Lett. 92，048303]对于长的dsDNA不是Rouse聚合物，事实上，大分子的行为（近似）为Zimm聚合物。
2005-09-15 cond-mat.soft
Metropolis simulations of the manipulation of DNA strands in solution
这篇论文已被作者撤回。
2007-08-24 cond-mat.other cond-mat.soft
Numerical study of DNA denaturation with self-avoidance: pseudo-critical temperatures and finite size behaviour
我们进行了广泛的数值研究的无序波兰Scheraga（PS）模型的DNA变性，其中自我回避是完全考虑。作为对我们以前工作的补充，我们在这里着重于有限尺寸标度的伪临界温度。我们发现，值得注意的是，平均值和波动的伪$T_c$规模具有相同的指数，相关长度指数$ν_r$（我们提供了精细的评估$ν_r=2.9 \pm 0.4$）。这一结果（与典型的图片，描述随机铁磁体，当无序相关）是在方差与文献中报道的PS模型与自我回避的数值结果，导致一个替代方案与伪一阶过渡。此外，我们引入了一个交叉链长$N^*$，我们评估，适合于表征该模型中的渐近制度的方法。本质上，低于$N^*$，我们研究中模型的行为也可以与这种替代方案一致。基于近似预测的依赖$N^*$的模型的参数，我们表明，这样的参数的选择，它可能是不可能达到的渐近制度在实践中。在这种情况下，它成为可能，然后调和明显矛盾的数值研究。
2016-05-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Comment on "A generalized Langevin formalism of complete DNA melting transition"
我们表明，计算的DNA变性曲线有限（Peyrard-Bishop-Dauxois（PBD）链本质上是不确定的。
2009-02-26 cond-mat.soft physics.bio-ph
