Domov > Raziskave > V žarišču > Pakiranje DNA v bakterijskih virusih

Pakiranje DNA v bakterijskih virusih

V reviji Europhysics News, ki spremlja najaktualnejše v fiziki, je objavljen izvleček članka A. Šiber, M. Dragar, V. A. Parsegian, and R. Podgornik, Packing nano-mechanics of viral genomes, Eur. Phys. J. E 26, 317 (2008).

Avtorji so formulirali problem pakiranja DNA v bakterijskih virusih na način, kot sledi iz teorije nematskih kapljic. DNA faza v kapsidi virusa se v tem pristopu obravnava z nematsko deformacijsko energijo, vendar so, za razliko od običajnih nematikov, ustrezne Frankove elastične konstante odvisne od lokalne gostote DNA. Poleg tega je DNA znotraj kapside v kemijskem ravnovesju z zunanjo raztopino, ki vsebuje PEG (polietilenglikol) pri danem osmotskem tlaku. Namesto da bi se problema lotili kot običajno z reševanjem Euler-Lagrangeovih enačb za gostotsko in direktorsko polje, avtorji izpeljejo novo obliko prvega integrala teh enačb in jo rešijo s semiinverzno metodo, ki sloni na predpostavki cilindrične simetrije direktorskega polja. Dobljeni gostotni profil DNA v kapsidi hkrati določa tudi celotno molekulsko maso DNA v kapsidi kot funkcijo zunanjega osmotskega tlaka. Le-ta je tudi neposredno merljiva v eksperimentih osmotske enkapsidacije DNA v preprostih bakterijskih virusih. Izračunana odvisnost enkapsidirane molekulske mase DNA od zunanjega osmotskega tlaka je zelo blizu izmerjeni, kar potrjuje predpostavke modela. Ker formulacija osmotskega enkapsidiranja DNA v bakterijskih virusih sloni na uporabi prvega integrala Euler-Lagrangeovih enačb, vsebuje kot osnovno spremenljivko osmotski tlak DNA v raztopini, ki je pravtako neposredno merljiv. Zato v nasprotju z dosedanjimi teorijami enkapsidacije DNA omogoča izračun enkapsidirane frakcije DNA tudi v primeru polivalentnih protiionov, ki vodijo k fazni separaciji DNA v raztopini.

DNA.jpg