Coarse-Grained Modelling of DNA and DNA Self-Assembly

این پایان نامه یک مدل جدید درشت دانه از DNA را ارائه می دهد که در آن بازها به صورت نوکلئوتیدهای صلب نشان داده می شوند. نشان داده شده است که این مدل به صورت کمی بسیاری از پدیده‌ها را بازتولید می‌کند، از جمله ویژگی‌های الاستیک حالت دو رشته‌ای، تشکیل سنجاق سر در رشته‌های منفرد و هیبریداسیون جفت رشته‌ها برای تشکیل دوبلکس، اولین باری است که چنین طیف گسترده‌ای از خواص توسط یک درشت ثبت می‌شود. مدل دانه دار دامنه و پتانسیل مدل با شبیه‌سازی موچین‌های DNA، یک نانودستگاه نمادین و یک واکر DNA دو پا نشان داده می‌شود - اولین باری که مدل‌سازی درشت دانه در نانوتکنولوژی DNA دینامیک به کار گرفته شد.

This thesis presents a novel coarse-grained model of DNA, in which bases are represented as rigid nucleotides. The model is shown to quantitatively reproduce many phenomena, including elastic properties of the double-stranded state, hairpin formation in single strands and hybridization of pairs of strands to form duplexes, the first time such a wide range of properties has been captured by a coarse-grained model. The scope and potential of the model is demonstrated by simulating DNA tweezers, an iconic nanodevice, and a two-footed DNA walker — the first time that coarse-grained modelling has been applied to dynamic DNA nanotechnology.