Neueste Erfolge in der grobkörnigen Modellierung von DNA

Zusammenfassung Das wachsende Interesse an den DNA-basierten mesoskalaren Systemen biologischer und nichtbiologischer Natur hat die Gemeinschaft der computergestützten Molekularwissenschaften ermutigt, grobkörnige (CG) Darstellungen der DNA zu entwickeln, die einfach genug sind, um umfassende Simulationen in einem angemessenen Zeitrahmen zu ermöglichen, aber komplex genug, um die wesentlichen physikalischen Vorgänge zu erfassen. In den letzten Jahren gab es einige bedeutende Entwicklungen im Bereich der grobkörnigen DNA-Modellierung, und mehrere recht anspruchsvolle Modelle sind jetzt verfügbar, die die entscheidenden mechanischen und chemischen Eigenschaften der doppelsträngigen und einzelsträngigen DNA treu reproduzieren. Es gibt jedoch immer noch viele Herausforderungen, die die Anwendbarkeit der bestehenden Modelle einschränken, und es muss noch viel getan werden, um zuverlässigere Modelle zu entwickeln, die über den Zielbereich der intrinsischen Parametrisierung hinaus voraussagende Kraft haben. Die Entwicklung robuster, kontrollierbarer und übertragbarer CG-DNA-Kraftfelder wird ein unschätzbares Werkzeug zur Gewinnung physikalischer Erkenntnisse über die molekulare Natur komplexer DNA-basierter nanoskaliger Entitäten wie Chromatin, Virus-Kapsiden und DNA-Nanokompositen bieten. In diesem Beitrag geben wir einen Überblick über die jüngsten Entwicklungen im Bereich der grobkörnigen DNA-Modellierung. Unser Ziel ist es, die bestehenden CG-Modelle der doppelsträngigen DNA zu überprüfen, wobei eine kleine Auswahl von Modellen, die unserer Meinung nach vielversprechende zukünftige Entwicklungen bieten, ausführlicher behandelt wird. © 2012 John Wiley & Sons, Ltd. Dieser Artikel ist kategorisiert unter: Molekulare und Statistische Mechanik > Molekulare Mechanik.