新理论可改进对DNA和RNA大小的估测

与化学课上的刚性塑料模型不同，真正的分子链可以弯曲和拉伸。有些聚合物，如脱氧核糖核酸，特别容易拉伸。这个特性使得建立行为模型的工作变得复杂。

自从保罗·弗洛里的开创性工作以来，研究人员已经提出了各种公式来计算弯曲聚合物两端之间的距离。然而，这些公式通常不考虑分子的延展性。在最近发表在美国物理联合会下属的《化学物理杂志》上的一项研究中，科学家推导出一个公式来判断半柔性聚合物(包括脱氧核糖核酸或核糖核酸)两端之间的距离，同时考虑到聚合物的拉伸程度。

先前对聚合物如何弯曲的估计没有解释分子如何在三维空间中运动。研究人员表示，计算直线长度分布的最新方法更加严格。它不仅能计算两端之间的距离，还能计算出聚合物的形状。

最新的公式可以帮助研究人员通过考虑聚合物的延展性来估计DNA片段的弹性。研究发现，DNA的这一属性对其生物功能至关重要。脱氧核糖核酸的灵活性影响着调节蛋白的结合，以及脱氧核糖核酸如何包裹组蛋白，组蛋白被整齐地“包装”在细胞核中，就像线轴一样。DNA弯曲和包围组蛋白的特定方式通过将特定基因暴露于外界而隐藏其他基因来影响基因表达。

研究人员基于蠕虫状链模型推导出一个新公式。该模型将半柔性聚合物如脱氧核糖核酸和核糖核酸作为链中的一环。通过大量的蒙特卡罗模拟，他们在很大范围内验证了该公式的有效性。研究人员还使用分子动力学模拟来模拟分子如何实时移动和相互作用，以确保从他们的方法中获得短链DNA和RNA聚合物的类似结果。(慢慢地)