Denaturierung von zirkulärem DNA: Supercoil-Mechanismus

Der Denaturierungsübergang, der in zirkulärem DNA stattfindet, wird analysiert, indem das Poland-Scheraga (PS)-Modell erweitert wird, um die Drehungsfreiheitsgrade einzubeziehen. Wir betrachten den Fall eines Homopolymers, bei dem die Windungszahl der doppelsträngigen Helix, die durch eine Schleifendaturierung freigesetzt wird, von Supercoils absorbiert wird. Wir stellen fest, dass, wie im Fall von linearer DNA, die Ordnung des Übergangs durch den Schleifenexponenten c bestimmt wird. Der erste Ordnung Übergang, der vom PS-Modell für c>2 in linearer DNA angezeigt wird, wird jedoch durch einen kontinuierlichen Übergang mit beliebig hoher Ordnung ersetzt, während sich c 2 nähert, wobei der zweitordentliche Übergang, der im linearen Fall im Bereich 1<c≤2 gefunden wurde, verschwindet. Darüber hinaus zeigt unsere Analyse, dass das Schmelzen unter festem Verknüpfungszahl ein Kondensationsübergang ist, bei dem das Kondensat eine makroskopische Schleife ist, die über der kritischen Temperatur erscheint.