A coarse grained model of DNA and supercoiling dynamics

DNA polimerleri tüm canlılardaki temel bilgi saklama mekanizmasını oluşturmaktadır. Biyolojik fonksiyonunun yanında, DNA moleküllerinin teknolojik olarak nano yapıların üretiminde yapıtaşı olarak kullanılması da mümkündür. DNA'nın çift sarmallı moleküler yapısı 1953?de keşfedilmesine rağmen, zamana bağlı davranışı hakkında çok az şey bilinmektedir. Son yıllarda, tek molekül deneylerinin de gelişmesiyle bu alanda örneği görülmemiş çalışmalar yapılmasına rağmen, deneylerin çözünürlüğü sınırlı kalmaktadır.DNA üzerinde moleküler simulasyonlar yapmak mümkün olsa da, bunlar hesaplama maliyeti nedeniyle zaman ve uzunluk ölçeklerinde sınırlı kalmaktadır. Düşük çözünürlüklü modeller moleküler simulasyonların hesaplama maliyetini düşürürken, gerçekçiliğini korumayı amaçlamaktadır. Biz de bu çalışmada hem tek hem de çift iplikli DNA moleküllerini temsil edebilecek düşük çözünürlüklü bir DNA modeli öneriyoruz. Süpersarmallanma, burkulabilir bir polimer olan DNA?nın üzerindeki burkulmaya yönelik gerilimi ifade etmek için kullandığı bir mekanizmadır. Süpersarmallanma, bir çok organizmanın genom paketleme esnasında kullandığı bir mekanizma olup, gen ifadesinde de etkili bir rol oynadığı düşünülmektedir. Yakın zamanda yapılan bir tek molekül deneyi, fazla burkulmuş bir DNA molekülünün süpersarmallanması üzerine yeni gözlemler önermiştir. Bu deneyde, fazladan burkulmuş bir DNA molekülünün üzerindeki süpersarmallı bölgelerin difüzyonun yanında daha hızlı hoplama hareketleri de sergilediği gözlenmiştir.Biz de bu çalışmada bu deneyi düşük çözünürlüklü bir DNA modeli kullanarak bilgisayar ortamında yeniden canlandırdık. Böylece deneyde gözlemlenmesi mümkün olmayan süpersarmallanmış DNA yapılarını gözlemledik. Bunun yanında, deneyde gözlemlenen hoplama hareketlerini yeniden canlandırıp deneylerde ölçülemeyen bazı çoklukları da ölçerek, bir hoplama mekanizması önermeyi amaçladık.