search query: @keyword polymer / total: 26
reference: 7 / 26
« previous | next »
Author:Piili, Joonas
Title:Sedimentation of Knotted Polymers
Solmupolymeerien sedimentoituminen
Publication type:Master's thesis
Publication year:2013
Pages:[5] + 52      Language:   eng
Department/School:Lääketieteellisen tekniikan ja laskennallisen tieteen laitos
Main subject:Laskennallinen tekniikka   (S-114)
Supervisor:Kaski, Kimmo
Instructor:Linna, Riku
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto  152   | Archive
Keywords:sedimentation
knot
DNA
polymer
electrophoresis
topoisomers
ideal knot
sedimentaatio
elektroforeesi
DNA
solmu
polymeeri
topoisomeeri
ideaalisolmu
Abstract (eng): The effect of knotting and unknotting of biopolymers, such as DNA, has a significant role in many biological processes.
In the DNA, knots are most frequently encountered inside bacteriophages.
In cells they may have detrimental consequences in DNA replication.
An easy and reliable technique for classification of knots is essential also in the study of enzymes and gene behavior.

We investigate computationally how knot topology affects sedimentation properties of polymers by using a hybrid algorithm that combines molecular dynamics and stochastic rotation dynamics.
The model takes hydrodynamics fully and directly into account.
We confirm for the first time with a direct simulation that the sedimentation coefficient of a knotted polymer increases linearly with the average crossing number of the corresponding ideal knot having the same topology.
This relation has been previously only postulated based on electrophoresis experiments.

Furthermore, we show that there is a very precise linear relation between the sedimentation coefficient and the inverse of the radius of gyration of the sedimenting knotted polymer.
We show evidence that this linear relation is the explanation for the linear dependence between the sedimentation coefficient and the average crossing number.

Finally, we show that polymer electrophoresis and sedimentation are analogous processes but only at moderate driving force.
By varying the polymer rigidity in our simulations we show sedimentation to be a robust method for the identification of the topology of a polymer knot.
Abstract (fin): Biopolymeerien, kuten DNA:n, solmiutumisella ja solmujen avautumisella on huomattava vaikutus useisiin biologisiin prosesseihin.
DNA:n solmuja esiintyy erityisen usein bakteriofagien sisällä.
Soluissa solmut voivat haitata DNA:n kahdentumista.
Myös entsyymien ja geenien tutkimuksessa on tärkeää voida yksinkertaisesti ja luotettavasti luokitella solmut.

Tässä työssä tutkitaan laskennallisesti solmutopologian vaikutusta polymeerien sedimentoitumiseen käyttäen molekyylidynamiikkaa ja stokastista rotaatiodynamiikkaa yhdistävää algoritmia.
Käytetyssä mallissa nestedynamiikan vaikutus tulee suoraan ja täysin huomioiduksi.
Työssä osoitetaan ensimmäistä kertaa suoraa laskennallista mallia käyttäen, että solmiutuneen polymeerin sedimentaatiovakio kasvaa lineaarisesti topologialtaan vastaavan ideaalisolmun keskimääräisen kietoutumisluvun funktiona.
Tämä on aiemmin ainoastaan postuloitu elektoforeesikokeiden perusteella.

Työssä osoitetaan myös, että polymeerin sedimentaatiovakion ja sen hitaussäteen käänteisarvon välillä on tarkka lineaarinen riippuvuus.
Tulosten perusteella lineaarista riippuvuutta sedimentaatiovakion ja keskimääräisen kietoutumisluvun välillä voidaan pitää seurauksena keskimääräisen kietoutumisluvun ja käänteisen hitaussäteen välisestä lineaarisesta riippuvuudesta.
Lopuksi työssä näytetään, että polymeerin elektroforeesi ja sedimentaatio ovat analogisia prosesseja, mutta ainoastaan kohtuullisen ajavan voiman tapauksessa.
Vaihtelemalla simuloitavien polymeerien jäykkyyttä osoitetaan sedimentaation menetelmänä soveltuvan solmiutuneiden polymeerien topologian identifioimiseen.
ED:2013-06-05
INSSI record number: 46835
+ add basket
« previous | next »
INSSI