DNA Unzipping Transition
本综述回顾了双链DNA力诱导解链相变的研究，从DNA熔融历史、Ising模型到聚合物模型的理论演进，以及1999年提出的力诱导解链机制及其后续进展。
2025-09-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Measurement of the Phase Diagram of DNA Unzipping in the Temperature- Force Plane
我们通过在15 ° C至50 ° C的恒定温度下施加固定的力来分离双链λ噬菌体DNA，并测量分离两条链所需的最小力，提供了在温度-力平面中单链DNA和双链DNA之间的相边界的第一次实验测定。测量还提供了在没有力的情况下dsDNA不热变性的温度下dsDNA的自由能的信息。虽然部分相图可以用现有的模型和自由能参数来解释，但其他的偏离很大。理论和实验之间的偏差的可能原因被认为是。
2003-10-27 cond-mat.soft q-bio.BM
Unzipping DNA by a periodic force: Hysteresis loops, Dynamical order parameter, Correlations and Equilibrium curves
利用蒙特卡罗模拟研究了双链DNA在周期性外力作用下的解压缩过程，外力的频率为$ω$，振幅为$G$.我们得到的动力学序参量，$Q$，定义为在一段时间内的DNA的两条链的末端单体之间的时间平均延伸，和它的概率分布$P(Q)$在各种力的振幅和频率。我们还研究了不同链长下的动力学序参量和扩张的时间自相关。平衡力-距离等温线也通过使用非平衡功测量在不同频率下获得。
2019-06-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Theoretical models for single-molecule DNA and RNA experiments: from elasticity to unzipping
本文综述了核酸单分子微操作实验的物理力学理论。首先，介绍了用于描述聚合物弹性的模型。然后，我们回顾这些模型是如何用来解释单链和双链DNA的单分子力延伸实验。根据所使用的力和分子，观察到平滑的弹性行为和突然的结构转变。第三，我们将展示如何结合两个单一的核酸链的弹性与它们之间的碱基配对的相互作用的描述解释了很多的现象和动力学的RNA和DNA“解压缩”实验。
2002-06-13 cond-mat.soft q-bio
Unzipping dsDNA with a force: scaling theory
双链DNA分子在作用于链末端的拉力的应力下表现出部分变性的结构，或者根据拉力的大小可以完全解链。考虑到序列的异质性，提出了基本长度尺度之间的关系的缩放参数。结果与数值模拟结果一致，为解压缩过渡区的幂律规律提供了一个重要的检验。
2001-11-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio
Hysteresis loop area scaling exponents in DNA unzipping by a periodic force: A Langevin dynamics simulation study
利用Langevin动力学模拟，研究了长双链DNA链在周期性外力作用下的解链迟滞现象，外力的频率为$ω$，振幅为$G$，另一端保持固定.我们发现，该地区的磁滞回线，$A_{loop}$，规模为$1/ω$在较高的频率，而它的规模为$(G-G_c)^αω^β$与指数$α=1$和$β=1.25$在低频制度。这些值与用蒙特卡罗模拟研究同聚物DNA的有向自回避行走模型[R. Kapri，Phys.Rev.E90，062719（2014）]和嵌段共聚物DNA [R. K. Yadav和R. Kapri，Phys.Rev.E103，012413（2021）]，并且不同于先前使用Langevin动力学模拟研究在短得多的DNA发夹上报告的值。
2021-08-03 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Complete Phase Diagram of DNA Unzipping: Eye, Y-fork and triple point
我们研究了双链DNA（dsDNA）的解链，通过施加一个拉力在一个分数$s$ $(0 \le s \le 1)$从锚定端。从精确的分析和数值计算结果，完整的相图。该相图显示了一个强烈的系综依赖性的各种值的$s$。此外，我们还证明了“眼”相和三相点的存在。
2004-11-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Unzipping DNA by force: thermodynamics and finite size behaviour
我们讨论了在两种不同的系综中双链DNA的力诱导解链跃迁附近的热力学行为。Y叉被确定为固定距离系综中的共存相位。从热力学量的有限尺寸标度，如延展性，Y叉的未压缩段的长度，可以恢复相图。我们建议，这样的程序可以用来获得热力学相图的实验上有限长的DNA。
2005-11-22 cond-mat.soft
Single Molecule Statistics and the Polynucleotide Unzipping Transition
我们提出了一个广泛的理论研究的双链DNA的机械解压缩下施加的力的影响。在长链聚合物的极限中，在10 pN的临界力值下存在热力学解链转变，均聚物和无规杂聚物具有不同的临界行为。我们扩展结果的无序平均行为的DNA的随机序列，以更实验上可访问的问题，解压缩一个单一的DNA分子。当所施加的力接近临界值时，双链DNA以一系列离散的、依赖于序列的步骤解开，使其能够连续地达到更深的能量最小值。因此，伸展与力的关系曲线呈现出一系列被急剧跳跃分隔开的高原的引人注目的形式。在蛋白质和折叠RNA分子的显微操作实验中，类似的定性特征应该会再次出现。尽管它们的不寻常的形式，单分子的延伸与力的曲线仍然揭示了无序平均临界行为的残余。在跃迁之上，解链叉的动力学与粒子在随机力场中扩散的动力学有关;在施加的力超过解链的临界值大约5 pN之前，预计会出现异常的、无序主导的行为。
2001-07-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft physics.bio-ph
Randomly forced DNA
我们研究了随机力对双链DNA解链的影响，类似于随机力作用下吸附聚合物的问题。随着随机力波动的增加，基态产生不同长度的气泡。解压缩相图示出从纯的情况下是截然不同的。
2007-02-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
Shear Unzipping of DNA
我们从理论上研究了一个简单的双链DNA模型在外加剪切力作用下的力学破坏。从描述剪切DNA的更微观的哈密顿量开始，我们得到了由deGennes [deGennes P. G. C. R. Acad.科学，Ser. IV; Phys.，占星术。2001，1505]。使用这个模型，并结合分析和数值方法，我们研究了DNA的“解压缩”过渡时，剪切力超过临界阈值在零温度。我们还探讨了序列异质性和有限温度的影响，并讨论了可能的应用，以确定由DNA功能化的胶体纳米粒子组件的强度。
2009-04-09 cond-mat.soft
Force induced melting of the constrained DNA
我们建立了一个简单的模型来研究外加力对双链DNA（dsDNA）解链的影响。利用这个模型，我们可以研究双链DNA的拉伸、解链、断裂和类滑移转变。我们表明，在没有施加的力，dsDNA的熔解温度和熔解曲线强烈依赖于对dsDNA的末端施加的约束。剪切型相变的相边界的性质与DNA解压缩的相边界的性质明显不同
2009-12-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Excluded Volume Effect in Unzipping DNA with a Force
当双链DNA分子被作用在分子一端的力拉动时，根据力F的大小，该分子可以部分或完全解链。对于一个随机DNA序列，解压缩的碱基对数M为M~（F-Fc）^（-2），在临界力Fc处发散，指数χ=2。我们发现，当考虑DNA解链部分的排斥体积效应时，指数χ=2不变，但临界力Fc发生了变化.力-温度相图仅取决于模型中的两个参数，即持续长度和变性温度。此外，还可以找到相图的一种标度形式，这种标度形式与参数无关，只与空间维数有关。它适用于所有的DNA分子，应该提供一个有用的框架与实验进行比较。
2004-02-05 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Force Induced Unzipping of DNA with Long Range Correlated Noise
在双链DNA在外力作用下解链的模型中，推导并求解了自由能稳态分布的Fokker-Planck方程。随机DNA序列的自相关函数可以是一般形式，包括长程相关。在奥尔斯坦-乌伦贝克噪声的情况下，其特征在于有限的相关长度，我们的结果简化为Allahverdyan等人的精确结果，在白噪声极限下，解压缩碱基对的平均数量为<X>~1/f^2，其中f是与临界力的偏差。在长距离相关噪声的情况下，其中集成的自相关是发散的，我们发现<X>在f=0时是有限的，其值随着相关性变得更长范围而减小。这表明，长距离相关性实际上稳定了DNA序列，防止解压缩。我们的结果也与Allahverdyan等人的研究结果一致，使用数值生成的长程相关噪声。
2011-07-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Statistical Mechanics of DNA unzipping under periodic force: Scaling behavior of hysteresis loop
基于两个相互作用的聚合物的DNA的一个简单的模型已被用来研究双链DNA受到周期性的力的解压缩。我们提出了一个动态的过渡，在不改变生理条件下，有可能通过改变施加力的频率将DNA从压缩/解压状态带到一个新的动态（滞后）状态。我们的研究表明，磁滞回线的面积增长与各向同性自旋系统的指数相同。这些指数在力谱实验中得到验证。
2013-05-16 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
Pulling Pinned Polymers and Unzipping DNA
我们研究了一类显微操作实验，以拉开双链DNA（dsDNA）的两条链为例。当拉力增加到一个临界值时，发生“解链”转变。对于随机DNA序列的短程相关，我们得到了确切的结果，单体的数量和释放的比热，包括在过渡的临界行为。相关的系统包括从吸附表面拉开的无规杂聚物和在II型超导体中倾斜远离碎片柱状缺陷的涡旋线。
2000-08-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft physics.bio-ph
Thermodynamic relations for DNA phase transitions
从纯热力学的角度考虑力诱导的双链DNA解链跃迁。这种分析为我们提供了一组关系，可以用来检验微观理论和实验。热力学方法是基于拉链状态下力的不可穿透性的假设。熔化和解压缩转换被认为是在同一框架下，并与现有的统计模型的结果进行比较。然后将分析扩展到可能的连续解压缩过渡。
2014-04-22 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Manipulating a single adsorbed DNA for a critical endpoint
我们显示存在一个关键的终点在相图中的解压缩吸附的双链（DS）聚合物，如DNA。碱基配对、吸附和外力拉伸的竞争导致临界终点。从精确的结果，临界终点的位置是确定的，其经典性质成立。
2008-09-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Hysteresis and nonequilibrium work theorem for DNA unzipping
利用蒙特卡罗模拟研究了在固定力系综中双链DNA（dsDNA）在反方向拉伸时的解链和再压缩的滞后现象。该力以恒定速率从初始值$g_0$增加到位于相边界之上的某个最大值$g_m$，然后再次减小回到$g_{0}$。我们观察到在一个完整的周期的解压缩和rezipping滞后。我们得到了概率分布的工作进行了一个周期的解压缩和rezipping为各种拉速率。分布的平均值被发现是接近（差异在10%以内，除了非常快的拉动）的磁滞回线的面积。我们提取的平衡力与分离等温线通过使用重复非平衡力测量的功定理。我们的方法是能够再现的平衡和非平衡力分离等温线的自发rezipping的dsDNA。
2012-10-09 cond-mat.soft q-bio.BM
Statistical mechanics of coil-hairpin transition in a single stranded DNA oligomer
建立了一个自吸引约束下的自回避行走模型，用于描述短RNA或单链DNA分子形成发夹结构时的构象行为，并通过计算N个单体组成的链在二维和三维空间中所有可能的构象来计算螺旋-发夹转变的性质.链的第一个和最后五个单体已经被允许配对并形成发夹结构的茎，而剩余的单体可以形成环。线圈-发夹转变为一级相变，具有较大的熵变。虽然发现发夹茎的解链速率与环的长度和空间的维数无关，但闭合速率随环的长度和空间的维数而变化很大。
2007-01-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
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
Unzipping DNA by a periodic force: Hysteresis loop area and its scaling
利用Monte Carlo模拟，我们研究了双链DNA的末端受到与时间相关的频率（$ω$）和振幅（$G$）的周期性力的解压缩的滞后。对于静态力，即，在$ω\to 0$中，DNA处于平衡状态，没有滞后。在增加$ω$时，滞后回线的面积最初增加，并在频率$ω^{*}(G)$处变为最大值，该频率取决于力振幅$G$。如果频率进一步增加，我们发现，对于较低的振幅的环路面积单调减少到零，但对于较高的振幅，它有一个振荡的组成部分。随后的峰的高度降低，最后在非常高的频率下环路面积变为零。峰的数量取决于DNA的长度。我们给出了一个简单的分析，以估计在循环区域中出现的最大值和最小值的频率。我们发现，在高频区的磁滞回线的面积的比例为$1/ω$，而在低频区，它的比例为$G^α ω^β$与指数$α=1$和$β= 5/4$。指数$α$和$β$的值与先前基于小发夹的滞后报道的指数不同。
2015-01-14 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Pause Point Spectra in DNA Constant-Force Unzipping
在恒定的作用力下，双链DNA分离成两条单链已知通过一系列的停顿和跳跃进行。鉴于恒定力解压缩的实验痕迹，我们提出了一种方法，使暂停点的位置可以提取的暂停点谱的形式。一个简单的理论模型的DNA恒定力解压缩被证明产生良好的协议与实验的λ噬菌体DNA的暂停点光谱。在实验和理论的暂停点光谱中的峰的位置被发现是几乎一致的低于6000 bp。该模型只需要序列、温度和一组经验的碱基对结合能和堆积能参数，与实验的良好一致性表明暂停点主要由DNA序列决定。该模型还用于预测噬菌体PhiX174基因组的暂停点光谱。该算法提取的暂停点频谱也可能是有用的研究相关系统，表现出暂停行为，如分子马达。
2004-06-10 cond-mat.soft q-bio.BM
The Boltzmann factor, DNA melting, and Brownian ratchets: Topics in an introductory physics sequence for biology and premedical students
提出了三个与生物学相关的有偏随机游走的例子：（1）一个DNA解链模型，模拟为DNA解链，它提供了一种方法来说明玻尔兹曼因子在生物学和医学预科学生熟知的场所中的作用;（2）解旋酶马达蛋白在解链双链DNA中的活性，例如，在复制叉处，这是布朗棘轮的一个例子;（3）由肌动蛋白聚合产生的力，这是另一种布朗棘轮，并且确定了肌动蛋白聚合速度的力和肌动蛋白浓度依赖性。
2011-05-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Phase diagram for unzipping DNA with long-range interactions
我们提出了一个批判和扩展的平均场方法的机械牵引过渡绑定聚合物系统。我们的模型的动机是吸附的聚合物和双链DNA的理论和实验上的重要例子，我们专注于猝灭无序的情况下，在单体的序列是不重要的统计力学。我们展示了如何包括排除体积的相互作用在模型中的影响的相图的临界拉力，我们预测在低温下，这还没有被讨论过的再入阶段。我们还考虑了非平衡拉伸的情况，其中外力探测dsDNA或吸附聚合物的局部结构，而不是全局结构。在这样的实验中的拉动过渡的动力学可以照亮聚合物的环结构，这取决于排除体积相互作用的性质。
2002-04-07 cond-mat.soft q-bio
Free energy landscape and characteristic forces for the initiation of DNA unzipping
DNA解链，即双螺旋分离成单链，在调节许多遗传过程中至关重要。尽管已经用各种理论和实验技术研究了双链DNA的大规模分离，但解链的最初步骤的细节仍然不清楚。在这里，我们使用原子分子动力学（MD）模拟，粗粒度模拟和螺旋力学模型来研究由外力引发的DNA解链。计算的平均力分布的DNA寡聚体中的前几个末端碱基对的初始分离的潜力揭示，需要130和230 pN之间的力来破坏第一个碱基对，一个数量级的值大于那些需要破坏部分解链的DNA中的碱基对。力峰在拉开第二个碱基对的距离处有一个大约50 pN的"回声"。我们表明，启动解压缩所需的高峰来自自由能盆地，由于熵的贡献，该盆地与后续碱基对的盆地不同，并且我们强调了该峰的微观起源。我们的研究结果为单分子实验提供了一个新的探索窗口。
2015-01-27 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM
A predictive model for the thermomechanical overstretching transition of double stranded DNA
通过扩展经典的Peyrard-Bishop模型，我们能够得到一个完整的解析描述的DNA拉伸下的机械阻力在可变值的温度，碱基对的数量和链内和链间的债券刚度。为了比较弹性和温度的影响，我们首先分析系统在零温度的机械极限，重要的是要描述几个实验效果，包括可能的滞后。然后，我们分析了平衡统计力学的框架中的温度效应。特别是，我们得到了一个解析表达式的温度依赖性的熔融力和unzipping指定的位移在结晶极限，也取决于内与分子间键的相对稳定性。这一结果与纯力学模型在零温极限下的结果以及用经典传递积分法得到的变性温度相一致。基于我们的分析结果，得到了相图和协同性参数的显式分析，其中也可以考虑离散效应。所得结果成功地应用于再现DNA的热机械实验熔融和DNA发夹的响应。由于其通用性，所提出的方法可以扩展到其他热机械诱导的分子熔化现象。
2022-07-19 cond-mat.soft
Stacking correlation length in single-stranded DNA
本研究利用光镊对短嘌呤序列进行解链实验并提出螺旋-线圈模型，测量了单链DNA的堆积能与相关长度，发现双螺旋稳定性主要源于碱基堆积。
2024-11-17 cond-mat.soft
Building up DNA, bit by bit: a simple description of chain assembly
我们模拟组装的DNA共聚物从两种类型的短双链体（短双链与单链突出端在每个末端），所描述的oxDNA模型。我们发现，链长的统计数据可以很好地再现一个简单的理论，把粒子的缔合成理想的（即，非相互作用）簇作为可逆化学反应。反应常数可以从Santalucia的理论或Wertheim的热力学微扰理论的球形斑片状粒子的关联预测。我们的研究结果表明，理论结合非常有限的分子细节可能是有用的预测广泛的共聚平衡功能。
2021-11-07 cond-mat.soft
On the rupture of DNA molecule
利用Langevin动力学模拟，研究了剪切力对双链DNA分子断裂的影响。这里研究的模型包含两个单一的两嵌段共聚物相互作用。两嵌段共聚物的各个链段的弹性常数被认为是不同的。我们发现，断裂力的大小取决于力是施加在$3'-3'-$末端还是$5'-5'-$末端。氢键和共价键沿链的延伸分布显示出显着的差异。受最近实验的启发，我们还计算了不同链长的断裂力的变化。通过基于DNA梯形模型的解析计算，验证了模拟结果的正确性。
2015-07-01 cond-mat.soft
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
DNA unzipped under a constant force exhibits multiple metastable intermediates
单分子研究，在恒定的力，双链DNA分离成两个单独的单链可以提供有关的信息，DNA复制的动力学。在恒定的作用力下，理论预测解链长度作为时间的函数的特征在于跳跃，在跳跃期间链迅速分离，然后是长时间的停顿，其中分离的碱基对的数量保持恒定。在这里，我们报告了以前未表征的观察，这种惊人的行为进行了一些相同的单分子同时。当几个单一的噬菌体分子受到相同的作用力时，每个分子的停顿位置都是可重复的。这种再现性表明，解压缩中的暂停的位置和持续时间提供了序列依赖性分子指纹。对于小的力，DNA保持在部分解压缩状态至少几个小时。对于较大的力，分离仍然以跳跃和停顿为特征，但双链DNA将在不到30分钟内完全解链。
2003-02-07 cond-mat.soft q-bio
Dynamic Light Scattering based microrheology of End-functionalised triblock copolymer solutions
“软”片状表面活性剂胶束已成为自组装系统中的附加构建工具。三嵌段共聚物Pluronic F108在水溶液中加热时形成球形胶束，导致在较高温度和浓度下具有胶束结晶固体的简单相图。在这里，我们报告的强烈影响的末端官能化的链端与叠氮化物或叠氮化物-DNA复合物的系统的相行为。我们发现，叠氮化物（N3）-官能化使链端在较低的温度下弱疏水，使它们自组装成花胶束。这种疏水性随着温度的升高而增加，并对溶剂形成竞争性自组装机制，在较高温度下诱导F108中间嵌段之间的疏水相互作用，并导致纯F108系统中不存在的宏观相分离。然而，当我们通过点击化学将短的亲水性单链（ss）DNA连接到叠氮基团时，由于DNA杂交低于互补ssDNA末端的解链温度，链末端变得“粘性”，同时恢复到上述亲水性行为。我们通过动态光散射（DLS）和基于DLS的被动微观流变学与改进的时频域反演步骤来表征它们的结构和流变特性。我们提出的结构行为的稀释和半稀释溶液的原始F108系统和比较的结果与含有F108-叠氮化物（F108-N3）或部分DNA功能化的F108-叠氮化物链的解决方案。我们的DLS和微观流变学研究告诉我们，叠氮基团在F108上的附着如何改变胶束流体的机械和结构特性，从而开创了这些混合系统的进一步表征和设计。
2022-11-30 cond-mat.soft
Stochastic resonance in a model of a periodically driven DNA : Multiple transitions, scaling and sequence dependence
本文数值模拟周期力驱动的双链 DNA 解链，发现随机共振多峰结构，并揭示其与多状态转变、链长标度及施力碱基位置的关系。
2023-08-19 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
A nucleotide-level coarse-grained model of RNA
我们提出了一个新的，核苷酸水平的RNA模型，oxRNA，基于最近开发的DNA的oxDNA模型的粗粒化方法。该模型旨在再现RNA的结构，机械和热力学性质，粗粒化水平旨在保留RNA杂交的相关物理和单链和双链RNA的结构。为了探索其优点和缺点，我们在一系列纳米技术和生物环境中测试该模型。探索的应用包括假结的折叠热力学，接吻环复合物的形成，六边形RNA纳米环的结构，以及发夹基序的解压缩。我们认为，该模型可用于有效的模拟系统的结构与数千个碱基对，并组装系统的数百个碱基对。实现该模型的源代码已发布供公众使用。
2014-03-17 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Force-induced rupture of a DNA duplex
DNA双链断裂是生物物理学和纳米技术中的一个关键过程。在这篇文章中，我们认为剪切诱导断裂的短DNA双链体，一个系统，最近设计的力传感器和纳米技术设备已被赋予新的重要性。我们认为，断裂必须被理解为一个激活的过程中，双链体状态是亚稳态和链将在有限的时间内，这取决于双链体的长度和施加的力分开。因此，在给定的实验中破裂双链体所需的临界剪切力强烈地依赖于观察的时间尺度。我们使用简单的DNA模型来证明，这种方法自然捕捉到实验观察到的依赖性的临界力双链体长度为一个给定的观察时间。特别是，对于最短的双链体，临界力为零，然后急剧上升，然后在长长度限制中趋于平稳。基于鉴定双链体内每个额外碱基对的存在何时在化学上不利而不是允许亚稳性的流行方法，不预测时间尺度依赖性临界力，并且不自然地并入最短双链体的零临界力。此外，最近提出的力传感器的动机，我们调查的应用程序的应力，以一个混合模式，剪切和解压缩之间的插值双工。与纯剪切一样，临界力取决于观察的时间尺度;在固定的时间尺度和双链体长度下，临界力对受到剪切的双链体的分数表现出S形依赖性。
2015-02-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Tug-of-War in a Double-Nanopore System
我们模拟拔河（TOW）的情况下，通过双纳米孔（DNP）系统的模型双链DNA线程。在两个孔处同时捕获的DNA经受两个相等且相反的力$-\vec{f}_L= \vec{f}_R$（TOW），其中$\vec{f}_L$和$\vec{f}_R$分别是施加到左孔和右孔的力。即使DNA聚合物$Δ\vec{f}_{LR}=\vec{f}_L+ \vec{f}_R=0$上的净力，平均首次通过时间（MFPT）$\langle τ\rangle$也取决于TOW力$ \left | f_L \right | = \left |f_R \right | = f_{LR}$的大小。我们定性地解释了这种依赖性的$\langle τ\rangle$ $f_{LR}$从已知的结果为单孔易位的三嵌段共聚物。我们表明，飞行时间（TOF）的单体与指数$m$（$\langle τ_{LR}(m) \rangle$）从一个孔到另一个表现出准周期结构与孔之间的距离$d_{LR}$相称。最后，我们研究了$Δ\vec{f}_{LR}=\vec{f}_L+ \vec{f}_R \ne 0$的情况，并定性地再现了MFPT对$Δ\vec{f}_{LR}$依赖性的实验结果。对于中等偏置，链长$N$的DNP系统的MFPT遵循与单个纳米孔$\langle τ\rangle = \left( AN^{1+ν} + η_{pore}N \rig…
2020-06-16 cond-mat.soft
