Phase Behavior of Columnar DNA Assemblies
两个刚性平行线性DNA分子之间的配对相互作用不仅取决于它们的轴之间的距离，而且取决于它们的方位角取向。基于DNA-DNA静电对势，考虑了DNA螺旋对称性和吸附的反离子的数量和分布，研究了溶液中柱状B-DNA组装体的位置和取向有序性.通过晶格和计算得到的相图预测各种位置和方位有序的相位和捆绑过渡强烈依赖于counterboundary吸附模式。
2001-12-04 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Structural Transitions and Soft Modes in Frustrated DNA Crystals
依赖于对称性的考虑适当的螺旋生物聚合物，如DNA和丝状肌动蛋白，我们认为，相互排斥的螺旋大分子的结晶包装主要分为两类：不受挫（六角形）和受挫（菱面体）。对于这两种情况下，我们构建的Landau-Ginzburg自由能的2D柱-六方晶到3D结晶相变，包括分子位移{ \it沿}生物聚合物骨架的六方晶顺序的平面中的位移之间的耦合。我们专注于不同的弹性性能，出现后结晶的螺旋阵列，由于这种耦合。具体而言，我们证明了沮丧状态普遍表现出高度各向异性的平面内弹性响应，其特征在于由一个特别软的遵守简单剪切变形和相对较大的阻力，这些变形进行阵列从低到高密度的DNA结晶状态。
2009-01-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
In vivo evidence of alternative loop geometries in DNA-protein complexes
lac阻遏物使双链DNA成环的体内自由能具有显著的行为，其起源尚未完全了解。除了固有的周期性的DNA双螺旋，在体内的自由能有一个振荡分量的约一半的螺旋周期和振荡的幅度显着小于目前的理论预测的不对称。在这里，我们表明，在体内的行为是准确地占同时存在的两种不同的构象的环状DNA。我们的分析表明，这两种构象具有不同的最佳自由能和相位，并且它们在关键结构蛋白的存在下表现得截然不同。
2006-02-10 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Plasmonic Toroidal Metamolecules Assembled by DNA Origami
我们展示了等离子体环形超分子的分级组装，其在可见光谱范围内表现出定制的光学活性。每个超分子由四个相同的折纸模板螺旋结构单元组成。这样的环形元分子显示出比螺旋结构单元的单体和二聚体更强的手性光学响应。等离子体结构的对映体产生相反的圆二色性光谱。实验结果与理论模拟吻合较好。我们还表明，由于圆对称的结构，沿其轴向方向不同的手征光学响应可以通过简单的旋涂的超分子在基板上被发现。我们的工作提供了一种新的策略，以创建等离子体手性平台与复杂的纳米级架构的潜在应用，如手性传感使用基于化学的组装系统。
2018-03-18 cond-mat.soft physics.bio-ph
Stabilization of helical macromolecular phases by confined bending
通过广泛的复制交换模拟的通用粗粒度模型的螺旋聚合物，我们系统地研究了所有可能的螺旋相的柔性和半柔性的弹性聚合物与自相互作用下的扭转障碍的影响下的结构转变。竞争相互作用导致各种构象相，包括无序的螺旋排列，单螺旋和有序的三级螺旋束。最值得注意的是，我们发现，弯曲约束需要一个明确的分离和稳定的螺旋相。这有助于理解为什么半柔性聚合物如双链DNA倾向于形成明显的螺旋结构，而蛋白质通常在其三级结构中表现出丰富的螺旋结构，如螺旋束。
2015-09-22 cond-mat.soft physics.bio-ph
Helix untwisting and bubble formation in circular DNA
研究了环状分子的碱基对涨落和螺旋解扭。提出了一个包含扭转自由度和分子轴弯曲的真实介观模型。的计算方法，路径积分技术的基础上，模拟分布的拓扑异构体与不同的扭曲数，并发现积极最有利的分子构象作为温度的函数。该方法可以在较宽的温度范围内预测特定序列的螺旋重复序列、开口位点和气泡大小。最近在哺乳动物细胞中发现的短DNA环的一些结果。
2013-05-17 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Twist-stretch relations in nucleic acids
本文提出三维介观哈密顿模型并结合路径积分技术，揭示了A型RNA和B型DNA短螺旋片段在恒定负载下的扭转-拉伸关系与拉伸特性，与千碱基长分子的相反行为一致。
2023-06-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Probing the microscopic structure and flexibility of oxidized DNA by molecular simulations
DNA的氧化损伤是分子生物物理学中的一个引人注目的问题，因为它在基因表达的表观遗传控制中起着至关重要的作用，并且被认为与诱变、致癌和衰老有关。为了了解DNA的物理性质的微观结构的变化及其对功能的影响，由于其核苷酸碱基的氧化损伤，我们进行了全原子分子动力学模拟的双链DNA（dsDNA）的鸟嘌呤碱基被氧化。鸟嘌呤碱基的氧化还原电位是所有碱基中最低的，因此更容易受到氧化损伤。我们分析了本地以及全球的本地和氧化的dsDNA的力学性能，并解释了微观结构参数和热力学计算的结果。我们的研究结果表明，氧化损伤的dsDNA不变形的沃森-克里克几何，相反，氧化的DNA结构被发现是更好地通过静电相互作用稳定。此外，氧化损伤改变了双链DNA的机械、螺旋和沟槽参数。天然双链DNA的持久长度、拉伸模量和扭转刚度分别为48.87 nm、1239.26 pN和477.30 pN.nm^2，而当双链DNA的所有鸟嘌呤碱基都被氧化时，这些值分别为61.31 nm、659.91 pN和407.79 pN.nm^2。与整体力学性能相比，发现螺旋和凹槽性能的变化更为突出，集中在局部氧化位点，并导致氧化损伤区域的骨架构象从BI转变为BII。
2022-10-09 cond-mat.soft physics.bio-ph
First-passage probability: a test for DNA Hamiltonian parameters
提出了一种选择合适的一维介观哈密顿模型的势参数集的方法，该模型首先用于描述DNA的熔化转变，后来扩展到研究核酸的热力学和动力学性质. DNA碱基对的波动被认为是依赖于时间的轨迹，其初始条件设置的路径积分的首次通过概率强制执行的无交叉约束。在室温下进行路径积分，建立了碱基对波动幅度的截止值与模型参数之间的关系。特别是，它表明，非线性堆叠参数应该是$\sim 1$。这里开发的形式主义可应用于计算DNA分子的三维螺旋模型中的开放碱基对的寿命。
2020-11-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Statistical models for nucleic acids
本文通过三维介观哈密顿模型和路径积分技术，研究ds-RNA与ds-DNA的结构差异，揭示了这些特征导致A型和B型螺旋产生相反扭曲-拉伸模式的根源。
2023-09-08 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Influence of supercoiling on the disruption of dsDNA
我们提出，超螺旋能量双链DNA（dsDNA），以促进热波动的解压缩状态。我们支持这一点，通过代表碱基对相互作用的力耦合的两个弹性杆的模型。超螺旋显示，导致在一个小区域的dsDNA组成的几个碱基对的空间定位的更高的能量状态。这导致特定碱基对之间的距离被延长，增加了它们被破坏的热概率。我们的理论允许发展之间的类比，这种解压缩过渡和二阶相变，其中一组新的临界指数的可能性被确定。
2004-12-09 cond-mat.soft q-bio.BM
Lattice models and Monte Carlo methods for simulating DNA origami self-assembly
由于缺乏足够详细但计算上易处理的自组装模型，阻碍了快速且稳健组装的DNA折纸系统的最佳设计。在这里，我们提出了一个模型，DNA折纸，罢工这两个标准之间的平衡，代表这些系统在晶格上的结合域的水平。个别结合域之间的杂交的自由能估计与最近邻模型。双螺旋段被视为刚性杆，但我们允许灵活性的点，其中一个链的骨干被中断，这提供了一个合理的现实代表性的部分和完全组装状态。特别注意的是由双螺旋扭曲所施加的约束，因为它们决定了在相邻的螺旋之间的股交叉可以发生。为了提高采样配置空间的效率，我们开发了Monte Carlo方法，用于在近组装状态下对支架构象进行采样，并且我们在巨正则系综中进行了模拟，使我们能够避免考虑具有未绑定钉的状态。我们证明，我们的模型可以快速采样组装配置的一个小折纸设计先前研究的oxDNA模型，以及设计与钉跨越更长的部分的支架。我们的方法的采样能力应允许良好的统计数据时，获得研究的组装途径，并适合于调查，特别是设计和组装条件对这些途径和最终组装结构的影响。
2018-10-22 cond-mat.soft q-bio.BM
Coarse grained modeling of self assembled DNA 3D structure using pragmatic soft ellipsoid contact potential
University of Calcutta（加尔各答大学）
本文提出一种基于软椭球接触势的DNA粗粒化模型，用于模拟自组装DNA三维结构，通过碱基配对相互作用和实验熔解曲线的匹配验证模型有效性。
2026-09-03 cond-mat.soft
Entropic Penalties in Circular DNA Assembly
采用一种新的路径积分计算方法，在实空间中处理稳定分子的基本力，研究了DNA环状分子的热力学性质。通过模拟一个广泛的扭曲构象合奏的碱基对和堆叠贡献的经典行动分别进行评估。我们得到，对于两个短序列，一个自由能景观与多个井对应的最方便的螺旋重复的值。我们的研究结果指出了一个固有的灵活性的圆形结构中的碱基对波动移动系统从一个井到下一个，从而导致当地的螺旋解旋。后者在较短的序列中更明显，其环化导致更高的弯曲应力。与形成的有序螺旋结构的熵减少估计。
2014-11-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Twisting and Bending Stress in DNA Minicircles
的弯曲的分子轴和出现在环状DNA分子中的中断之间的相互作用，与$\sim 100$碱基对，解决。研究了三种不同半径的AT和GC对含量几乎相等的微环。的DNA序列建模介观哈密顿描述的基本相互作用的螺旋在碱基对的水平，并纳入扭曲和弯曲的自由度。受阻解旋和气泡形成模式一致计算的路径积分方法，总结了大量的分子配置兼容的模型潜力。的路径合奏确定，作为温度的函数，通过最小化系统的自由能。由于分子骨架的弯曲，沿着螺旋出现波动开口以释放应力。与实验结果一致，碱基对断裂的概率较大，在最小的微环的\textit{66-bps}，其弯曲角为$\sim 6^{o} $。对于这种微环，螺旋重复在$τ=\,315K$处显示出阶梯状增加，从而获得相当大的解扭。该方法可以推广到确定开放端线性序列的气泡概率分布。
2014-03-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Twist-stretch profiles of DNA chains
螺旋分子在机械载荷的作用下改变其扭曲数。我们研究了一组由介观哈密顿量模拟的短DNA分子的扭曲-拉伸关系。有限温度路径积分技术被应用于产生一个大的合奏的可能的配置的碱基对的序列。该模型还考虑了沿分子堆叠的相邻碱基对之间的弯曲和扭曲波动。模拟了广泛的扭曲构象，我们计算的螺旋结构参数平均超过合奏的碱基对配置。对于任何施加的力，该方法选择使分子的自由能最小化的平均扭转角。据发现，链通常过扭曲下施加拉伸和过扭曲是物理上相关的平均螺旋直径的收缩，即阻尼的碱基对波动。相反，假设弯曲波动的最大幅度可能会随着外部载荷而减小，则DNA分子首先在弱作用力下过度扭曲，然后在特征力值以上解扭曲。我们的研究结果进行了讨论，虽然为千碱基长的分子的实验信息。
2017-09-17 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Thermodynamics of Twisted DNA with Solvent Interaction
虚时间路径积分形式主义适用于一个非线性哈密顿的一个短片段的异质DNA与稳定溶剂相互作用项。扭转效应通过沿分子主链堆叠的相邻碱基对之间的扭转角来建模。的碱基对位移所描述的合奏温度依赖的路径，从而纳入这些起伏的影响，形状的多步热变性。通过对$\sim 10^7 - 10^8$碱基对路径求和，大量的双螺旋构型与模型势的物理要求一致地被考虑在内。配分函数被计算为扭曲的函数。结果表明，B-DNA在室温下特有的平衡扭转角，对碱基对氢键的热破坏产生最稳定的螺旋几何形状。这一结果证实了计算的开放碱基对和比热的分数等物理性质。
2011-08-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Characterizing the bending and flexibility induced by bulges in DNA duplexes
DNA纳米技术的进步刺激了对可用于控制DNA纳米结构性质的简单基序的搜索。一个这样的基序，其已被广泛用于结构，如多面体笼，二维阵列，和带，是一个凸起的双链体，这是两个螺旋段连接在一个凸起环。我们使用一个粗粒度的DNA模型来描述这种凸出的双链体。我们发现，这种基序可以采用属于两个主要类别的结构：一个是在系统中心的螺旋堆叠被保留，几何形状大致是直的，凸起在双链体的一侧，另一个是在中心的堆叠被打破，从而允许这个连接作为铰链，增加灵活性。小环有利于保持双链体中心堆叠的状态，环碱基翻转或并入双链体。具有较长环的双链体显示出更多的倾向于在凸起处解堆叠并采用开放结构。然而，当单链DNA的刚性很大并且环能抵抗压缩时，对于中间长度的环，解堆积的概率最高。这种基本结构基序的性质与某些纳米级物体的结构行为明显相关，其中与较大凸起相关的增强的柔性已用于调整自组装产物以及所得纳米结构的详细几何形状。
2014-12-19 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Base pair fluctuations in helical models for nucleic acids
本文提出了一种估算核酸三维介观模型中碱基对涨落最大振幅的统计方法。碱基对围绕螺旋直径的热振动被视为嵌入在稳定的螺旋结构中的颗粒的布朗运动。返回到初始位置的概率计算，作为时间的函数，通过整合的粒子路径一致的物理性质的模型潜力。首次通过概率的零时间条件定义了选择各种宏观螺旋构象的积分截止的约束，通过调整沿着分子堆叠的相邻碱基对之间的扭曲、弯曲和滑动运动来获得。应用该方法在室温下短的均匀链，我们得到有意义的估计，在扭曲构象的最大波动与$\sim 10.5$碱基对每螺旋转，典型的双链DNA螺旋。解开双螺旋，碱基对波动扩大和积分截止增长。发现在存在缩短螺旋轮廓长度的滑动运动的情况下，截止值也增加，这是dsRNA分子特有的情况。
2021-05-15 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Electrostatic Interaction between Long, Rigid Helical Macromolecules at All Interaxial Angles
我们推导出两个长的，刚性的大分子之间的静电相互作用的公式，可以有任意的表面电荷模式和交叉在一个任意的轴间角。我们计算的相互作用能的轴间角的依赖关系，分离，并在一个分子上的电荷图案相对于其他的精确对齐。我们特别关注具有螺旋电荷模式的分子。我们报告一个精确的，明确的表达净中性螺旋之间的相互作用的能量在非极性介质中，以及一个近似的结果，带电螺旋浸在电解质溶液中。后一个结果在大分离的渐近极限中变得精确。螺旋的分子手性表现在一个扭矩，倾向于扭转螺旋在一定的方向上的平行排列，并在小轴间角有一个非平凡的行为。我们说明的理论与计算层之间的扭矩理想化的，DNA样的双螺旋在螺旋聚合物。我们提出了一种机制，所观察到的胆甾柱相变，并建议解释所观察到的宏观（0.4-5 μ m）间距的β-DNA的β相。
2000-04-21 cond-mat.soft q-bio
Self-assembly of short DNA duplexes: from a coarse-grained model to experiments through a theoretical link
包含6至20个碱基对的短平端DNA双链体由于末端碱基对之间的疏水堆积相互作用而自组装成多分散半柔性链。在取决于温度和双链体长度的临界浓度以上，这样的链有序进入液晶相。在这里，我们调查的自组装这样的双螺旋双分子与相结合的数值和理论方法。我们采用Ouldridge等人最近提出的粗粒度DNA模型[J. Chem. Phys. 134，08501（2011）]模拟了本体系统。然后，我们直接从DNA模型中评估理论框架的输入量。由此产生的无参数的理论预测提供了一个准确的描述在各向同性阶段的模拟结果。此外，理论各向同性-非晶相边界与实验结果一致，提供了一种估算堆垛自由能的途径。
2012-04-04 cond-mat.soft
Reaction Path Averaging: Characterizing the Structural Response of the DNA Double Helix to Electron Transfer
一个可极化的环境，特别是溶剂，对生物分子中的电子变化迅速作出反应。然而，生物分子本身的构象弛豫的知识可能是稀缺的或缺失的。在这项工作中，我们详细描述了在DNA中进行电子转移之间的两个相邻的核碱基的结构变化。我们采用了一种方法的基础上平均的分子动力学模拟产生的几十万到几十万的非平衡态轨迹，并减少适合DNA的维数。我们发现，DNA的构象响应沿一个单一的集体坐标，代表两个连续的碱基对的相对方向，即，螺旋参数的组合移动和倾斜。DNA的结构在达到纳秒的时间尺度上弛豫，对能量的弛豫贡献很小，这由水性溶剂的运动模式主导。反应路径平均（RPA）的概念，方便地利用在这种情况下，使得它有可能从非平衡数据过滤掉任何不希望的噪音，并适用于任何化学过程中的一般。
2017-09-06 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Coupling between denaturation and chain conformations in DNA: stretching, bending, torsion and finite size effects
我们进一步开发了耦合DNA中的变性和链构象的统计模型（Palmeri J，Manghi M和Destainville N 2007 Phys. Rev. Lett. 99 088103）。我们的离散螺旋蠕虫链模型明确考虑了三个弹性自由度，即聚合物的拉伸，弯曲和扭转。通过整合这些外部变量，构象熵有助于气泡成核（碱基对的打开），这揭示了DNA解链机制。由于单体长度、弯曲模量和扭转模量的值在dsDNA和ssDNA中显著不同，因此这些效应是重要的。此外，我们探讨在这种情况下，一个额外的循环熵的作用和分析有限尺寸的影响，在实验的情况下，polydA-polydT是由两个G-C链，以及自由聚合物夹紧。
2008-09-02 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
When a DNA Triple helix melts: An analog of the Efimov state
DNA的碱基序列包含遗传密码，为了解码它，双螺旋DNA必须打开它的碱基对。最近的研究表明，人们可以使用第三条链来识别碱基序列，而不打开双螺旋，而是形成三螺旋。在这里，它是预测，这样的三链系统表现出不寻常的行为存在的三链束缚态的情况下，任何两个被绑定。这种现象类似于三粒子量子力学中的Efimov态。标度理论被用来证明Efimov连接。实空间重整化群和精确的数值计算被用来验证生物Efimov效应的预测。
2010-09-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech nucl-th
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
Chiral shape fluctuations and the origin of chirality in cholesteric phases of DNA origamis
溶致胆甾相液晶在生物和合成聚合物溶液中普遍存在，其特征在于热涨落、熵和旋光力之间的复杂相互作用。阐明微观特征和宏观手性结构之间的联系，以及这些竞争性贡献对相组织的相对作用，仍然是一个热门问题。在这里，我们提供了一种新的机制的手性放大溶致液晶，其中相手性是由波动稳定的螺旋变形在其组成分子的构象的理论证据。我们的研究结果相比，最近的实验研究的DNA折纸组装和展示的影响，分子内力学手性超分子秩序，与实验相关的胶体系统的广泛的一类潜在的影响。
2020-08-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A twist-grain boundary (TGB) phase in aqueous solutions of the DNA tetramer GTAC
本研究观测到自互补DNA四聚体5'-GTAC-3'在水溶液中形成的扭转晶界（TGB）相，揭示了短平端WC双链体经柱、片层组装为螺旋旋转层状阵列的三维自组装机制及结构成因。
2024-03-12 cond-mat.soft
Systematic Coarse-Graining of Sequence-Dependent Structure and Elasticity of Double-Stranded DNA
本文提出一种将碱基对步阶级序列依赖DNA模型系统化粗粒化至2–40 bp尺度的解析框架与软件，可保留结构和动力学特征并支持持久长度、扭转刚度及螺旋DNA模拟。
2024-09-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Cholesteric order in systems of helical Yukawa rods
本文研究了两个手性棒状胶体之间的相互作用势，这两个胶体由一个薄的圆柱形骨架组成，圆柱表面装饰有螺旋状电荷分布。对于足够细长的螺旋棒一个简单的缩放表达式推导出链接的手性“扭曲”的潜在的固有性质的颗粒，如线圈间距，电荷密度和静电屏蔽参数。为了预测宏观双曲位距的行为，我们引用了一个简单的第二维里理论，该理论适用于弱扭曲指向矢场。虽然弱螺旋杆的螺旋相位的手性总是与内部线圈的手性相称，但更强的螺旋杆显示具有相反手性的螺旋顺序。详细地量化了微观螺旋线的对称性与宏观指向矢场之间的相关性。具有足够不同的长度和线圈节距的混合螺旋引起均匀的非晶相分层成具有不同宏观节距的两个部分。我们的研究结果与实验结果是一致的，可能有助于解释纤维素和几丁质微纤维，DNA和{ \em fd}病毒棒系统中的实验观察。
2010-04-13 cond-mat.soft
Physics of base-pairing dynamics in DNA
脱氧核糖核酸（DNA）作为生命的关键分子，是近年来生物、化学、物理等技术研究的热点。从物理的角度来看，实验和理论工作都带来了定量的见解，我们在本报告中审查的DNA碱基配对动力学，把重点放在理论的发展。我们讨论了在碱基对规模的动力学和它的关键耦合与聚合物之一，从几个核苷酸到几十个千碱基的聚合指数。这包括短发夹和低聚物的打开和闭合以及长大分子的拉链和解旋。我们回顾了不同的物理机制是如何使用的性质或利用生物技术过程中分离的两个相互交织的DNA链，坚持定量的结果。它们从热辅助变性气泡成核到力或扭矩驱动机制。我们表明，分子的螺旋特性，可能超螺旋，可以在许多变性和复性过程中发挥关键作用。我们根据与碱基配对和链自由度（如弯曲和扭转弹性）相关的相对时间尺度对机制进行分类。在某些特定情况下，这些链自由度可以积分出来，准静态近似是有效的。复杂的动力学，然后减少到一个低维的自由能景观的扩散。与此相反，一些重要的实验案例必然诉诸于远离平衡态的统计力学和流体力学。
2016-05-25 cond-mat.soft
Twisting short dsDNA with applied tension
利用粗粒化的哈密顿模型研究了DNA分子在机械拉伸下的扭转变形，该模型考虑了稳定双螺旋的基本相互作用，并考虑了碱基对的径向和角向涨落.后者在DNA片段保持固有灵活性的短长度尺度上更为重要。所提出的计算方法模拟了一个广泛的合奏可能的分子构象，其特征在于由一个特定的平均扭曲，并确定最方便的螺旋扭曲自由能最小化。由于这是对任何外部负载进行的，因此该方法产生分子的特征性扭曲-拉伸轮廓，并且还计算宏观螺旋参数的变化，即平均直径和上升距离。据预测，短分子在拉伸下应首先过度扭曲，然后通过增加外载荷解扭曲。此外，施加恒定的负载和模拟扭转应变，过度扭曲的螺旋，它被发现，平均螺旋直径收缩，而分子伸长，在千碱基长序列中观察到的实验趋势一致。导出了定载荷下相对延伸率与超螺旋密度之间的定量关系。所提出的理论模型和计算方法提供了一种通用的方法来表征特定的DNA片段，并预测其宏观弹性响应作为介观哈密顿量的有效势参数的函数。
2017-11-25 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Self-assembly of bi-functional patchy particles with anisotropic shape into polymers chains: theory and simulations
已知短的平端DNA双链体（低至6个碱基对）的浓缩溶液会有序地进入双相液晶相。这种自组装是由于双链体末端之间的堆叠相互作用，促进它们聚集成具有显著持久长度的多分散链。实验表明，液晶相的形成取决于双链体长度的临界体积分数以上。我们介绍和调查，通过数值模拟，一个粗粒度的DNA双螺旋模型。每个双链体被表示为硬准圆柱体，其基部被两个相同的反应位点装饰。终端站点之间的堆叠相互作用是通过一个短程方阱势建模。我们比较的数值计算结果与预测的基础上的自由能泛函，并找到满意的定量匹配的各向同性的，非对称的相边界和系统结构。数值和理论结果与实验结果的比较证实，DNA双链体的自组装可以通过圆柱形颗粒的平衡聚合反应，使我们能够估计堆叠能适当建模。
2011-08-31 cond-mat.soft
Thermal signature of helical molecule: Beyond nearest-neighbor electron hopping
本文首次研究超越最近邻跃迁的单链螺旋分子热学特征，对比短程与长程跃迁螺旋在电场作用下的电子比热行为，揭示低温与高温下敏感性反转及电场调控规律。
2024-08-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
