نام پژوهشگر: فرشید محمدرفیعی

دینامیک واداشته ی نوکلئوزوم
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان - پژوهشکده فیزیک 1389
  لاله ملازاده بیدختی   فرشید محمدرفیعی

قرقره ای را در نظر بگیرید که دو دور نخ حولِ آن پیچیده شده و دو سرِ نخ از طرفینِ آن آویزان است. در ضمن فرض کنید قسمت های مجزایی از قرقره خاصیت چسبندگی دارند و نخ می تواند به آن قسمت ها بچسبد. حال اگر به این سیستم نیرو وارد کنیم، بسته به نحوه ی وارد کردنِ نیرو، ممکن است دو اتفاق برای نخ و قرقره بیفتد. اگر دو سرِ آزاد نخ را از دو طرف بکشیم، به قرقره گشتاور وارد شده و نخ حتماً از دور قرقره باز می شود. اندازه ی نیروی لازم برای باز کردنِ نخ از دورِ قرقره، به میزان چسبندگی بین آن دو بستگی دارد. ولی اگر نیرو را از یک سمت به قرقره و از سمتِ دیگر به نخ وارد کنیم (به عنوانِ مثال، قرقره را به یک سطح بچسبانیم و نخ را از یک سمت بکشیم)، بسته به اندازه ی نیرو و میزان چسبندگی بین نخ و قرقره، نخ ممکن است بر روی قرقره بلغزد و یا از دور آن باز شود. ممکن است این سوال پیش آید که داستان این "نخ، قرقره و نیرو" چه اهمیتی دارد و فهمیدن این مسئله به چه دردی می خورد؟ جوابی که می توان داد این است که مشابهِ این سیستم ("نخ و قرقره") در سلول های زنده وجود دارد: dnaیی که حول یک هسته ی پروتئینی پیچیده است و در بعضی نقاط با آن برهم کنش دارد. اسم این ترکیب نوکلئوزوم است. در ضمن، در سلول موتورهای پروتئینی، مانند rnaپلیمراز، نیز وجود دارند که می توانند به نوکلئوزوم نیرو وارد کنند. زیست شناسان در آزمایشگاه مشاهده کرده اند که در عین حال که dna در سلول، همیشه حول هسته های پروتئینی پیچیده است، مواقعی که سلول به مقداری lr{dna}ی آزاد نیازمند است، آن را به راحتی در اختیار دارد. اینجا یک پرسش مهم مطرح می شود: با توجه به اینکه نوکلئوزوم یک ترکیب پایدار است، dna چگونه در فرآیندهای زیستی به صورتِ آزاد (خارج از هسته ی نوکلئوزومی) شرکت می کند؟ پاسخ به این سوال در دو مکانیزمی که در بالا به آن اشاره شد نهفته است؛ dna با باز شدن از دور هسته ی پروتئینی و یا لغزش بر روی آن می تواند در صورتِ نیاز در دسترس سلول قرار بگیرد. در این پایان نامه سعی کرده ایم ذهنیت های موجود برای دینامیک یک نوکلئوزوم تحت اثر نیروی خارجی را کمّی کنیم و تواناییِ این ذهنیت ها را در توجیه داده های آزمایشگاهی بررسی کنیم. ساختار پایان نامه به این صورت است: در فصل اول با بازیگرهای این پایان نامه که ترکیب هایی زیستی هستند، آشنا می شویم و سپس به مرور آزمایش هایی می پردازیم که در این پایان نامه از نتایج آن ها استفاده کرده ایم. در فصل دوم، مباحث فیزیکی استفاده شده در پایان نامه به اختصار توضیح داده می شود و مثال هایی نیز برای درک بهترِ مطالب آورده شده است. فصل سه و چهار به مطالعه ی حرکت لغزشی "نخ نسبت به قرقره" به صورت ماکروسکوپی و میکروسکوپی اختصاص داده شده است. در نهایت در آخرین فصل این پایان نامه باز شدنِ "نخ از دور قرقره" را مطالعه می کنیم. با امید به اینکه نتایج این پایان نامه و مطالعات تئوریِ ما به محققان انگیزه ی انجام آزمایش های جدیدی برای فهمیدنِ "چراهای ذهنی" بدهد.

تغییر شکل سطوح نازک کشسان در اثر نیروی گرانشی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان - دانشکده فیزیک 1390
  ابوطالب امیری   مانیا ملکی

مطالعه صفحات کشسان نازک و جرم دار، به دلیل کاربردهای فراوانی که در صنعت نساجی، فرش و خطوط راه آهن و همین طور در فیزیک زیستی دارد، همواره مورد توجه محققان بسیاری بوده است. در این پایان نامه، ابتدا به بررسی یک صفحه کشسان نازک و جرم دار می پردازیم که از یک طرف به صورت متقارن مقید و انتهای آن کاملا آزاد است. این صفحه تحت اثر میدان گرانشی تغییر شکل می دهد. با استفاده از اصول نظریه کشسانی معادله دیفرانسیل مربوط به شکل صفحه را به دست می آوریم و آن را با روش های عددی حل می کنیم. با مقایسه مشاهدات آزمایشگاهی و نتایج تئوری، روشی را برای محاسبه ضریب سختی خمشی صفحات کشسان نازک ارایه می دهیم. از مزیت های این روش سادگی و در عین حال دقت بسیار بالای آن است. سپس، با داشتن مقدار ضریب سختی خمشی، به محاسبه شکل صفحه در حالتی که انتهای آن روی یک سطح افقی بیفتد می پردازیم. داده های تجربی، نتایج تئوری مربوط به این قسمت را نیز به خوبی تایید می کند. در نهایت، سعی می کنیم حالتی را بررسی کنیم که انتهای صفحه روی سطح افقی در فاصله معینی مقید شده است. مشاهدات آزمایشگاهی، پدیده های جالبی را برای این حالت نشان می دهد.

مکانیک dna در برهمکنش های اختصاصی پروتئین-dna
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان - دانشکده فیزیک 1392
  مهدی باقرپور هل آباد   داود نوروزی

?پروتئین ها توالی های اختصاص ? dna?را نه تنها از طریق برهمکنش مستقیم بین آمینواسیدها و بازها،? ?بلکه به طور غیرمستقیم بر اساس ساختار و تغییرشکل پذیری بازهای ? dna?تشخیص می دهند(پردازش غیرمستقیم). تمرکز ما بر پاسخ مکانیکی? ?توالی های ? dna?به تنش های خارجی است. برای این? منظور ما با استفاده از شبیه سازی دینامی?ک ?مولکولی در سطح اتم و استفاده از داده های ?x-ray?? کریستالوگرافی ، چندین کمپلکس پروتئین?? ،dna?مانند کمپلکس اتصال به ? tata box?و کمپلکس? سرکوبگر لاکتوز?? dna?را شبیه سازی کرده ایم. این کمپلکس ها شامل ترکیب توالی های اختصاصی ?? dna?با پروتئین های اختصاصی آن توالی هاست. علاوه بر توالی اصلی توالی های جهش یافته برای? ?مقایسه شبیه سازی شده اند. همچنین با استفاده از داده های شبیه سازی دینامیک ?مولکولی ، خواص? ?وابسته به توالی بازهای ? dna?را مورد مطالعه قرار داده ایم. برای این منظور، پاسخ مکانیکی? در سطح? پارامترهای جفت بازی (کج ، گردش، پیچش، چین، ...) را برای همه سه نوکلئوتیدها/کودان ها آنالیز? کرده ایم. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که همبستگی الاستی?ک ?قابل توجه بین همه جابه جایی های ?درون جفت بازی و بین جفت بازی وجود دارد. همچنین نشان داده ایم که همبستگی های همسایه نزدیک ?بعدی در بررس دینامیک ?بازهای ? dna?مهم می باشد. ما اعتقاد داریم که این همبستگی تاثیر مهمی بر ?برهمکنش های پروتئین?? dna?می گذارد. علاوه بر این، ما با استفاده از داده های شبیه سازی دینامیک ?مولکولی ، پاسخ غیرخطی بازهای ? dna?را نسبت به نیروهای خارج مطالعه کرده ایم.?

اثر کشسانی dna بر توالی آن در دو بعد
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان - دانشکده فیزیک 1392
  فرزانه شمدانی   فرشید محمدرفیعی

مطالعه ً مولکول dna به عنوان حامل اطلاعات زیستی موجود زنده, همواره مورد توجه بوده است. این مولکول از زیر واحدهایی به نام نوکلئوتید ساخته می شود. وجود چهار نوع باز نیتروژنی در ساختار نوکلئوتیدی, اطلاعات وراثتی سلول را به وجود می آورد. برای بررسی خاصیت های مکانیکی dna مدل های مختلفی پیشنهاد شده است. یکی از آنها, مدل زنجیره ی کرم مانند wlc است که اولین بار برای توصیف مولکول های پلیمری نیمه انعطاف پذیر پیشنهاد شده است. نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد که این مدل به خوبی می تواند رفتار dna های بلند در حد چند برابر طول ایستایی آن را توصیف کند. در سال ????, ویگینز و همکارانش با نشاندن یک رشته ی بلند dna بر روی سطح میکا, تابع توزیع خمش dna را برای فاصله های کوتاه, ? تا ?? نانومتر, اندازه گیری کردند. نتایج این آزمایش نشان می دهد که dna مقید بر روی صفحه ی میکا, بسیار نرمتر از پیش گویی های مدلwlc رفتار می کند. در این پایان نامه با توجه به ساختار ریز مولکول dna و در نظر گرفتن اثر توالی, پارامترهای گزارش شده در آزمایش ویگینز را مطالعه می کنیم. به عبارتی می خواهیم بدانیم اگر در مدل wlc اثر توالی وارد شود تا چه اندازه می تواند نتایج تجربی را توضیح دهد. با استفاده از شبیه سازی مونت کارلو توالی های مصنوعی متفاوت تولید می کنیم. dnaای با دو نوع سختی خمشی با تکه های نرم و سخت به طول l ? می سازیم. تکه های نرم و سخت را به صورت یک در میان کنار هم می چینیم. برای آزمایش های مختلف طول تکه ها را تغییر می دهیم. برای بررسی اثر توالی بر روی طول ایستایی dna مقید در صفحه از دو روش فاصله ی دو انتها و همبستگی زاویه ای استفاده می کنیم. نتایج به دست آمده نشان می دهد که توالی dna بر روی طول ایستایی تا?ثیر چندانی ندارد. در ادامه اثر توالی و اثر طول ایستایی را بر روی تابع توزیع خمش در فاصله ی مشخص l بررسی می کنیم. بنابر نتایج شبیه سازی, اثر توالی بر روی این تابع زمانی مهم می شود که l ? بزرگتر از طول l باشد. همچنین مشاهده می کنیم که طول ایستایی نیز بر روی تابع توزیع خمش مو?ثر است. برای مقایسه ی نتایج شبیه سازی و نتایج تجربی, توالی dna مربوط به آزمایش ویگینز و همکاران را می سازیم. نتایج شبیه سازی نشان می دهد مدل زنجیره ی کرم مانند وابسته به توالی sdwlc , می تواند تا حد خوبی نتایج تجربی را در اندازه گیری تابع توزیع خمش و تابع توزیع فاصله ی دو انتها توجیه کند.

بررسی اثر توالی ژن های 5s rdna و cln2 در جایگیری هسته ی نوکلئوزومی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان - دانشکده زیست شناسی 1392
  زهرا علیرضایی زنجانی   لاله ملازاده بیدختی

داده های آزمایشگاهی به خوبی نشان می دهند که جایگیری نوکلئوزوم در کروماتین از الگوی خاصی پیروی می کند. از طرفی برای در معرض قرار گرفتن اطلاعات dna, نیاز است که نوکلئوزوم پویا باشد. پویایی نوکلئوزوم در کروماتین این امکان را به ماشین های رونویسی و همانندسازی می دهد, که بتواند از اطلاعات ذخیره شده در dna استفاده کنند. یکی از سازوکارهای جابه جایی نوکلئوزوم لغزش آن در امتداد dna می باشد. ما تلاش کردیم با دو مدل دینامیکی (به منظور در نظر گرفتن پویایی نوکلئوزوم) و مکانیکی به مطالعه ی جایگیری نوکلئوزوم در ژن های 5s rdna و cln2 بپردازیم و یکی از فاکتورهای دخیل در جایگیری نوکلئوزوم که توالی dna است, مورد مطالعه قرار دادیم.

بررسی نظری برهمکنش های الکترواستاتیک در ساختار نوکلئوزوم
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان - دانشکده زیست شناسی 1393
  حدیثه طالبی   داوود نوروزی

در موجودات یوکاریوتی dna با پروتئین های هسته ای هیستون همراه شده و کروماتین را شکل می دهد. نوکلئوزوم، واحد سازنده ی کروماتین است که هر جفت باز در طول ژنوم تکرار می شود. فرآیندهای ژنتیکی حیاتی نظیر همانندسازی، رونویسی، نوترکیبی، و بیماری هایی نظیر سرطان و عفونت های ویروسی بستگی به دسترسی به محتوای dna کروماتینی دارند و تحت تاثیر ساختار نوکلئوزوم قرار می گیرند. پروتئین های هیستونی در دو گروه کلی: هیستون های هسته هشت تایی و هیستون های ارتباط دهنده هستند. هسته هشت تایی هیستون، اولین مرحله متراکم سازی dna در هسته سلول های یوکاریوتی را تسهیل می کند. چهار نوع برهمکنش در ساختار نوکلئوزوم بین هیستون و dna وجود دارد: ) برهمکنش های الکترواستاتیک ) پیوندهای هیدروژنی ) پیوندهای هیدروژنی با واسطه مولکول های آب ) برهمکنش های هیدروفوب. به عنوان مثال، عرض شیارهای کوچک وابسته به توالی dna است. کم پهنا شدن شیار کوچک منجر به افزایش پتانسیل الکترواستاتیک موضعی میشود و این افزایش پتانسیل برهمکنش اختصاصی dna و پروتئین های هیستونی را سبب می شود. در این پایان نامه، برهمکنش های الکترواستاتیک اختصاصی در چندین ساختار نوکلئوزومی که ساختار کریستالی شده آن ها در بانک داده های پروتئین موجود است مورد بررسی قرار گرفته اند. این بررسی ها بیشتر بر پایه ی مقایسه دو ساختار نوکلئوزومی ncp147 و ncp601l است. بررسی ها نشان می دهند که برهمکنش الکترواستاتیک بین dna و هیستون ها به میزان زیادی به توالی dna نوکلئوزومی وابسته است و توالی dna نقش پیچیده و مهمی در جایگیری نوکلئوزوم بر روی dna ایفا می کند.

مدل سازی انتقال حرارت غیرفوریه ای در سیستم های با ابعاد نانو
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان - دانشکده فیزیک 1393
  زهرا شمالی   عباس عباسی

با توجه به کاهش ابعاد وسایل الکترونیکی به منظور بهبود عملکرد آن ها، نیاز به مدلسازی حرارتی اجزای الکترونیکی همچون ترانزیستورهای نیمه هادی حس می شود. از طرف دیگر با کوچک شدن ابعاد سیستم و با توجه به عدم اعتبار قانون فوریه به عنوان مدل کلاسیک انتقال حرارت، مدل تأخیر فاز دوگانه به همراه شرط مرزی پرش دمایی به عنوان جایگزین مناسبی برای قانون فوریه در سیستم های با ابعاد نانو ارائه شده است. در این رساله به منظور ارائه مدل کاملاً غیرخطی تأخیر فاز دوگانه برای حل مسائل حرارتی در ابعاد نانو، هدایت حرارتی گذرا در حالت یک بعدی در یک فیلم نازک آرگون جامد با خواص حرارتی وابسته به دما مورد مطالعه قرار گرفته است. آرگون جامد یکی به دلیل اینکه رسانش انرژی در آن تنها از طریق فونون ها صورت می گیرد و دوم اینکه پتانسیل بین مولکولی موجود و استفاده شده برای این ماده به منظور شبیه سازی دینامیک مولکولی نتایجی بسیار نزدیک به نتایج تجربی ارائه می دهد، مورد توجه است. نتایج به دست آمده از مدل دی-پی-ال برای حالت های مختلف فیلم آرگون جامد با نتایج حاصل از شبیه سازی دینامیک مولکولی مورد مقایسه قرار گرفته اند. دیده شد که ترکیب مدل تأخیر فاز دوگانه با شرط مرزی دمایی ترکیبی قادر است تا توزیع دما و شار حرارتی به دست آمده از شبیه سازی دینامیک مولکولی را پیش بینی کند. نتایج مدلسازی افزایش عدد نادسن را تا نزدیکی مقدار 3/86 در نزدیکی مرز سمت راست برای سیستم با ظرفیت حرارتی ویژه حجمی وابسته به دما نشان داد. در قسمت دوم رساله، توزیع دما و شار حرارتی و نیز وضعیت نقطه داغ در یک ترانزیستور موسفت در سه حالت با شرایط مرزی و تولید حرارت حجمی نزدیک به یک ترانزیستور واقعی، توسط مدل تأخیر فاز دوگانه بررسی شده و تطابق نتایج با داده های اتمی موجود برای بعضی حالت ها مورد بررسی قرار گرفته است. مدل ارائه شده در این بخش قادر است وابستگی خواص حرارتی ترانزیستورها به دما و اندازه را نیز در نظر بگیرد. به دست آمد که در نظر گرفتن وابستگی به اندازه برای رسانندگی گرمایی پرش دمایی را به دلیل کاهش عدد نادسن کم می کند. همچنین سرعت انتشار شار حرارتی برای سیستم با رسانندگی گرمایی وابسته به اندازه کم تر از سیستم با رسانندگی گرمایی حجمی به دست آمد. در نظر گرفتن وابستگی دمایی برای پارامترهای گرمایی نیز نتایج مربوط به توزیع دما و شار حرارتی را کاملاً تغییر می دهد به طوری که سرعت انتشار افزایش و در نتیجه آن زمان رسیدن به حالت پایا کم تر می شود. نتایج همچنین نشان دادند که برای هندسه سوم همه ی مطالعات پیشین با در نظر گرفتن خواص حجمی سیلیکون مقدار بیشینه افزایش دما را کم برآورد کرده اند. در قسمت پایانی رساله ابتدا مروری کلی بر نسل جدید ترانزیستورهای موسفت انجام شده است و سپس ترانزیستورهای موسوم به موسفت های با ضریب دی الکتریک بالا و گیت فلزی مورد مطالعه قرار گرفته اند. این سری از ترانزیستورها در ادامه روند تکنولوژی کاهش اندازه موسفت ها با توجه به این که ترانزیستورهای رایج سیلیکونی از حدی نمی توانند کوچک تر شوند، معرفی شدند. در این رساله مواد دی الکتریک مختلفی که در موسفت های نسل جدید مورد توجه قرار گرفته اند بررسی می شوند. محاسبات انجام شده مناسب ترین ماده دی الکتریک برای استفاده در این نوع از ترانزیستورها از دیدگاه حرارتی را زیرکونیم دی اکساید یا همان زیرکونیا معرفی می کند.

مدل سازی و مطالعه ی تئوری سازوکار آنزیم ریمادلر acf و تأثیر آن بر پویایی نوکلئوزوم
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان 1393
  صدیقه برهانی   فرشید محمدرفیعی

بسته بندی dnaی کروموزومی توسط نوکلئوزوم و سازمان یابی ژنوم، دسترسی فاکتورهای تنظیمی به dna را محدود می کند. این محدودیت باعث می شود که نوکلئوزوم ها و سایر ساختارهای کروماتینی به طور فعالی در تنظیم رونویسی ، جدایی کروموزوم ها، همانندسازی و تعمیر dna اهمیت پیدا کنند. سلول برای دسترسی به dnaی بسته بندی شده و سازمان دهی اجزاء نوکلئوزومی در نواحی کروموزومی، از مجموعه های تغییرشکل دهنده ی کروماتین استفاده می کند که به آنها ریمادلر گفته می شود. ریمادلر کروماتین acf، ریمادلری از خانواده iswi است که به صورت یک موتور دایمر عمل می کند و بین نوکلئوزوم ها فواصل منظمی ایجاد می کند. مطالعات تک مولکول نشان داده است که این نوع ریمادلر نوکلئوزوم ها را در جهت طول dna رابط بلندتر جابه جا می کند. ما در این پایان نامه با ارائه مدلی عملکرد ریمادلر acf را با در نظر گرفتن وابستگی به طول dna رابط بررسی کردیم. در این مدل ریمادلر به صورت دوتایی به نوکلئوزوم متصل گشته، اما در هر زمان تنها یکی از ریمادلرها قادر به انجام فعالیت خواهد بود. طول dna رابطی که در اختیار آنزیم قرار دارد تعیین می کند که کدام یک از ریمادلرهای موجود در دوتایی عملکرد داشته باشد. براین اساس عملکرد ریمادلر در طول های خیلی کم (کمتر از 20 جفت باز) و خیلی زیاد (بیشتر از 130 جفت باز) کاهش پیدا می کند. با استفاده از توالی های مختلف dna مشخص شد که ریمادلر بین توالی های مختلف تفاوت قائل نیست و قادر است در تمام موارد موقعیت نزدیک به مرکز برای نوکلئوزوم ایجاد کند. با مقایسه گام های حرکتی 1 و 13 جفت بازی مشخص شد که در هر دو حالت acf دارای عملکرد است و نوکلئوزوم هایی با موقعیت مرکزی ایجاد می کند. افزایش غلظت atp به عنوان سوخت مورد استفاده ریمادلر، موجب بهبود عملکرد آنزیم می شود و سرعت جابه جایی نوکلئوزوم را افزایش می دهد.

انتشار امواج همگام روی بدن مژک داران کروی شکل
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان - دانشکده علوم پایه 1393
  عارف قربانی   علی نجفی

پارامسی و وُلوُکس مژکدارانی هستند که با شارشی که مژک هایشان تولید می کند پیش می روند. علی رغم حرکت مستقل، رفتارهای جمعی جالب توجهی بین مژک ها وجود دارد که نشان می دهد مژک ها با یک اختلاف فاز جزئی نسبت به هم ضربه می زنند و همین باعث دیده شدن یک موج همگام رونده روی بدن مژک دار می شود. همگامی مشاهده شده بین مژک ها و انتشار موج رونده روی سطح بدن موجود به دلیل برهمکنش هیدرودینامیکی بین مژک ها اتفاق می افتد. در این پروژه سعی شده است با مدل کردن مژک دار جواب تحلیلی برای اثرات هیدرودینامیکی مژک روی سطح کره و برهمکنش آن با مژک های مجاور بدست آید .با حل عددی به اثر هم گامی برای دو مژک پرداختیم. حالت های مختلف همگامی (همفاز، پادهمفاز و با اختلاف فاز ثابت) برای دو مژک بدست آمد و وابستگی همگامی دو مژک به شرایط اولیه بررسی شد. همگامی برای آرایه ای از مژک ها روی استوای مژکدار، با برهمکنش همسایه اول بررسی شد. موج همگام و پاد همگام رونده روی سطح مژک دار را مشاهده کردیم و فهمیدیم که شرایط هندسی در همگام یا پادهمگام بودن موج رونده تعیین کننده است.

اثر توالی در کشسانی و حلقه زنی dnaهای کوتاه
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان - پژوهشکده فیزیک 1393
  محمد صادق علی زاده   فرشید محمدرفیعی

اهمیت ‎‎dna‎‏ در علوم زیستی و نقش آن به عنوان مولکول حاوی رمز ژنتیک در موجودات زنده‏، سبب گردیده تا همواره مورد توجه دانشمندان قرار بگیرد. dna ‎مولکول دو رشته ای مارپیچ‏، متشکل از توالی نوکلئوتیدها است. هر نوکلئوتید حاوی یک گروه باز نیتروژنی است که اطلاعات وراثتی سلول در دل نحوه ی چیدمان این جفت بازها نهفته است. ترکیب قند و گروه های فسفات‏ اسکلت این مولکول را می سازند که ساختار جالب آن‏، باعث استحکام مولکول گردیده و خصوصیت خم شوندگی و تغییر در ساختار مولکول‏، به آن توانایی حرکت و واکنش به شرایط محیطی مختلف را می دهد. در بسیاری از فرآیندهای زیستی ازجمله تنظیم بیان ژن‏، ‎‎dna نیاز به خم شدن شدید با طولی کم تر از طول ایستایی دارد. به همین جهت‏، پی بردن به نحوه ی برهمکنش dna با پروتئین ها و میزان انعطاف پذیری ذاتی آن در طول های کوتاه‏، به یکی از موضوعات مورد علاقه ی فیزیک دانان‏‏ در سال های اخیر مبدل شده است. برای مطالعه ی خواص کشسانی این مولکول پلیمری‎‎‎‎‏، با تقریب خوبی‏ ‎ dna را با یک میله ی کشسان مدل کرده و از مدل زنجیره ی کرم مانند در بررسی ویژگی های مکانیکی آن‏، بهره می گیریم. سپس با شبیه سازی مولکول‎ dna ‎‏از روش مونت کارلو‏، الگوریتم متروپولیس‏، ‏ابتدا اثر توالی بر روی طول ایستایی را بررسی کرده و سپس احتمال حلقه شدن dna را با ساختن ?10?^14‎ رشته ‏، بدست می آوریم و نشان می دهیم که با در نظر گرفتن توالی در طول های کوتاه تر از bp ???،‏ این احتمال حلقه زنی نسبت به پیش بینی تئوری در حدود ? مرتبه ی بزرگی افزایش می یابد.

مدل سازی و مطالعه ی تئوری آنزیم هلیکاز dnab در فرآیند ترجمه
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان 1393
  مریم شفیعی   فرشید محمدرفیعی

در موجودات زنده آماده کردن ژنوم برای همانندسازی نیاز به باز کردن پیچ ها ی دو رشته ی dna و تبدیل آن به تک رشته دارد، که این کار به وسیله ی هلیکازها انجام می شود.

ریبوزوم به عنوان یک نانو ماشین: مدلی کمی از دینامیک ریبوزوم
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان - دانشکده علوم پایه 1393
  مریم دایری   فرشید محمدرفیعی

ریبوزوم ها قلب مولکولی فرایند ساخت پروتئین در همه موجودات زنده هستند. ریبوزوم ها با قدم های تک کدانی یا سه نوکلئوتیدی برروی mrna حرکت می کنند و به کمک trna و آمینواسیدهای منطبق با آن، رشته ی پروتئینی را می سازند. در این پایان نامه پویایی عملکردی ریبوزوم در یک چرخه ی "جابه جایی-مکث شبه چرخ دنده ای" بررسی شده است. با استفاده از داده های آزمایشگاهی آهنگ های گذار بین مراحل مختلف به دست آمده است. یک قدم از یک کدان با شش مرحله ی ساده و کامل مدل سازی شده است. با استفاده از مدل ارائه شده حرکت پلکانی رو به جلوی ریبوزوم به دست می آید که تطابق بسیارخوبی با داده های تجربی دارد. در بخش دوم پایان نامه، احتمال لغزش از چارچوب اصلی مورد بررسی قرار گرفته است. افزایش طول ژن و تغییر توالی ژنی در این شبیه¬سازی همبستگی خوبی با افزایش احتمال رخداد لغزش از چارچوب اصلی نشان می دهد. ساختارهای ویژه ی rna، مانند توالی لغزنده و ساختارهای سودونات، به عنوان سد انرژی می توانند منجر به مکث در پویایی عملکردی ریبوزوم شده و احتمال رخ دادن لغزش از چارچوب اصلی را افزایش دهند. .این مدل با روش شبیه¬سازی مونت-کارلو و با استفاده از الگوریتم گیلسپی شبیه سازی شده است. بر اساس مدل ما مرحله¬ی تطابقtrna با کدان متناظر آن و مرحله ی هیبرید، محتمل ترین حالت¬ها برای رخ دادن لغزش از چارچوب اصلی هستند.

تغییر شکل غشاء سلولی در مجاورت ذرات خارجی استوانه ای عام
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان - دانشکده فیزیک 1393
  سید محمود هاشمی   فرشید محمدرفیعی

در این پایان نامه، ما برهمکنش ذرات استوانه ای با سطح مقطع دایروی و بیضوی با غشا سلول را، با در نظر گرفتن اثر سایتوسکلتون، مورد بررسی و مطالعه قرار می دهیم. رابطه ای که برای بررسی این مسأله بکار می بریم معادله ی هلفریش است که خصوصیات الاستیکی و کشش سطحی غشا سلول را به طور همزمان دربر می گیرد.

دینامیک نوکلئوزوم تحت گشتاور خارجی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه زنجان - دانشکده علوم پایه 1387
  شروین رأفت نیا   فرشید محمدرفیعی

چکیده ندارد.

تغییر شکل های کشسان غشای دولایه ای در اثر چسبیدن یک ذره ی کلوئیدی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه زنجان - دانشکده علوم پایه 1387
  ربابه موسوی   فرشید محمدرفیعی

چکیده ندارد.