Захват и транспорт зарядов в ДНК мобильными дискретными бризерами
Четвериков А.П., Сергеев К.С., Лахно В.Д.
Институт математических проблем биологии РАН – филиал ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, Пущино, Московская область, Россия
Физический факультет, Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г.Чернышевского, Саратов, Россия
Аннотация. С использованием модели Пейрарда–Бишопа–Доксуа–Холстейна проведено численное моделирование захвата и транспорта заряда (электрона или дырки) в молекуле ДНК мобильными дискретными бризерами, возбуждаемыми начальными возмущениями скоростей или координат смежных нуклеотидных пар, дислоцированных около закрепленного конца молекулы. Показано, что эффективное образование стабильной квазичастицы «мобильный дискретный бризер + электрон» достигается при возмущении нескольких нуклеотидных пар, расположенных на конце молекулы. Бризеры могут быть возбуждены при возмущениях координат и скорости частиц как направленных к оси, так и от оси молекулы. Волновая функция электрона должна быть вначале локализована в области возмущения молекулы. Установлено, что метастабильная квазичастица может перемещаться на дистанцию до 200 межпарных расстояний. Описанный механизм транспорта заряженной частицы не требует наложения внешнего электрического поля и может рассматриваться как альтернативный поляронному механизму.
Ключевые слова: нанобиоэлектроника, ДНК, мобильные дискретные бризеры, квазичастицы, модель Пейрарда–Бишопа–Доксуа–Холстейна.