پديد آورنده :
شانه ساز، سبحان
عنوان :
مطالعه رفتار و خواص مكانيكي مولكول زيستي دي‌ان‌اي با استفاده از شبيه‌سازي ديناميك مولكولي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
هفده، 112ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مهدي سلماني‌تهراني
توصيفگر ها :
مدول كشسان دي‌ان‌اي , طول پايسته , شبيه‌سازي ديناميك مولكولي , دي‌ان‌اي دورشته‌اي , ديناميك مولكولي هدايت‌شده
استاد داور :
مهدي جوانبخت، عليرضا شهيدي
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/08/11
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/08/15
چكيده فارسي :
مولكول دي‌ان‌اي مولكولي كاربردي در پزشكي و درمان بيماري‌هايي مانند سرطان است. اين پژوهش قصد دارد اطلاعات جديدي درباره خواص مكانيكي بيومولكول دورشته‌اي دي‌ان‌اي ارائه دهد. براي اين منظور مجموعه‌اي از شبيه‌سازي‌هاي ديناميك مولكولي با جزئيات اتمي توسط نرم‌افزار گرومكس بر مولكول دي‌ان‌اي با سه طول متفاوت انجام شده است. كمينه‌سازي با استفاده از الگوريتم تندترين كاهش و دما و فشار سامانه با استفاده از الگوريتم برندسن تنظيم شده است. منحني نيرو-كرنش تحت كشش و با استفاده از روش ديناميك مولكولي هدايت‌شده ترسيم شده تا مقدمه‌اي براي شروع كار و محاسبه مدول كشسان اين مولكول باشد. در اين پژوهش اثر پارامترهاي نرخ كشش، توالي باز آلي، طول ساختار، وجود شكاف و نحوه اعمال بارگذاري بر مولكول دورشته‌اي دي‌ان‌اي بررسي شده است. سه اثر وجود شكاف، بارگذاري و تعداد جفت بازها، كمتر از 50 درصد بر مدول يانگ و طول پايسته اثر‌گذار است. در حالي كه اثر‌گذاري درصد فراواني، نرخ كشش و محل قرارگيري جفت بازها بيشتر از 50 درصد است. وجود شكاف و محل قرارگيري جفت بازها به‌ترتيب كمترين و بيشترين اثر را بر مدول كشسان مولكول داشته‌اند. به‌طوري كه قرارگيري كامل جفت بازهاي سيتوزين-گوانين در نزديكي نيروي كشش، مدول الاستيسيته برابر 172/21 مگاپاسكال، در حالت نامنظم براي نرخ كشش 0/001 نانومتر بر پيكوثانيه، 289/19 مگاپاسكال و با تجمع اين جفت بازها در تكيه‌گاه مدول الاستيسيته ساختار به 374/61 مگاپاسكال مي‌رسد.
چكيده انگليسي :
The DNA molecule is applicable in medicine and treatment of the diseases such as cancer. This study aims to provide new information about the mechanical behavior of double-stranded DNA molecules. For this purpose, a set of molecular dynamics simulations with atomistic details has been performed on DNA molecules with three different lengths by GROMACS software. The minimization is adjusted using the Steepest Descent algorithm and the system temperature and pressure are adjusted by the Berendsen algorithm. The force-strain curve under tension is plotted using the steered molecular dynamics Method to be a prelude to starting work and calculating the elastic modulus of this molecule. In this research, the effect of parameters such as tensile rate, sequence of base pair, structure length, nick, and how to apply loading on double-stranded molecule has been investigated. The effect of the three parameters nick, loading, and the number of base pairs on the Youngʹs modulus and the Persistence length is found to be than less 50%. On the other hand, the effect of the Percentage of base pairs, tensile rate, and position of base pairs is more than 50%. The presence of a nick and the position of base pairs had the least and maximum effect on the elastic modulus of the molecule, respectively. The placement of the Cytosine-Guanine base pairs at the abutment brings the Youngʹs Modulus of the DNA to 374.61 MPa, while if the position of the base pairs is close to the tensile force, Youngʹs modulus is 172.21 MPa and in the irregular state for the tensile rate of 0.001 nm/ps is 289.29 MPa.
استاد راهنما :
مهدي سلماني‌تهراني
استاد داور :
مهدي جوانبخت، عليرضا شهيدي
