Физики «расплавили» ДНК с помощью суперкомпьютера

С помощью суперкомпьютера физики РАН рассчитали параметры денатурации ДНК (разъединение цепочек двойной спирали).

Известно, что молекула ДНК обычно пребывает в клетке в комплементарном состоянии, в виде двойной спирали. Разрушить данную структуру можно путём разделения полинуклеотидных цепей с помощью нагревания, поскольку водородные связи начинают распадаться после повышения температуры. В процессе денатурации (или плавления) двойная спираль ДНК распадается на беспорядочные одноцепочечные клубки до полного разделения. Разделение цепей происходит в определённом интервале температур, а средняя точка интервала называется температурой плавления ДНК. Учёным Института математических проблем биологии (ИМПБ РАН, г. Пущино) удалось вычислить параметры процесса плавления ДНК.

Моделирование для цепочки конечной длины в 100 нуклеотидов, проведённое методом молекулярной динамики, позволило получить кривую теплоёмкости. Программа, разработанная сотрудниками ИМПБ РАН, проводила расчёты на суперкомпьютерах Ломоносов МГУ и Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН. Точное определение температуры плавления молекул очень важно для методов молекулярной биологии, генетической диагностики и применении нанотехнологий. Результаты исследования помогут узнать больше о принципах жизнедеятельности клетки, а в будущем могут послужить для создания устройств на основе ДНК (биочипов и микропроцессоров).

Фото: Илья Лихачев/РАН