DNA 分子热变性中随机动力学

摘要

尽管DNA分子的研究主要是在生物学领域内进行的,但是目前也有力学理论用于对它的动力学行为研究.从力学的角度来看,DNA 是一个复杂的多自由度非线性振动系统,一些力学模型可用来理解或研究DNA 分子的生物学行为.在本文中,Hamilton 系统理论框架内的非线性随机动力学理论与方法被用来研究DNA 分子的热变性.首先,介绍了一种基于DNA 分子二级结构的Peyrard-Bishop-Dauxois 力学模型.通过观察DNA 模型的动力学行为来理解DNA 的热变性;其次,用所提出的理论和方法得到DNA 模型动力学行为的统计量,包括平均能量的分布和首次穿越时间.最后,通过与来自Monte Carlo 数字模拟实验得到的结果相比较,证实了所得理论结果的正确性.由于能量在DNA 热变性中起着重要的作用,因此,本文分析能量的理论方法将有助于理解和预测DNA 分子的动力学行为.