اثر آرایش مولکول‌های آب و کاتیون‌های سدیم بر منحنی گذار مولکول دی ان ای دیکرسون: یک مطالعه شبیه سازی دینامیک مولکولی

شبیه سازی دینامیک مولکولی روی ساختار B-DNA با توالی d(CGCGAATTCGCG) و در محیطی با غلظت یک مولار از نمک سدیم کلرید انجام شد. مطالعه در هفت دمای مختلف از 280 تا 400 کلوین با فاصله دمایی 20 کلوین با زمان شبیه سازی 50 نانو ثانیه برای هر دما انجام گرفت. در هر دما تابع توزیع شعاعی برای مولکول‌های آب و کاتیون‌های سدیم در اطراف اتم‌های مختلفی از مولکول دی ان ای محاسبه شد. محاسبات نشان داد در طی فرآیند ذوب شدن که مولکول دی ان ای از حالت دو رشته‌ای به تک رشته‌ای تغییر حالت می‌دهد، مولکول‌های آب از اطراف مولکول دی ان ای آزاد می‌شوند و در مقابل فاصله کاتیون‌های سدیم از اتم‌های دی ان ای کاهش می‌یابد. این رفتار در محدوده دمای گذار به طور شارپ و تیزی روی نمی‌دهد. بنابراین آزاد شدن مولکول‌های آب و نزدیک شدن کاتیون‌های سدیم در تیزی منحنی ذوب شدن مؤثر نیستند. بیشترین تعداد مولکول‌های آب اطراف اتم‌های اکسیژن گروه فسفات که دارای بار منفی هستند، دیده می‌شود. مولکول‌های آبی که بعد از دمای گذار از شیار کوچک دی ان ای آزاد می‌شوند بیشتر از شیار بزرگ است و همچنین نفوذ کاتیونها به شیار کوچک بیشتر از شیار بزرگ است. تبادل پروتون‌های ایمینو در تشکیل پیوندهای هیدروژنی بین بازهای مکمل مشاهده شد. سرعت تبادل پروتون‌های ایمینو به نوع باز آروماتیک بستگی دارد و در باز آدنین سریعتر از گوانین و سیتوزین می‌باشد.