haku: @keyword polymer / yhteensä: 26
viite: 7 / 26
Tekijä:Piili, Joonas
Työn nimi:Sedimentation of Knotted Polymers
Solmupolymeerien sedimentoituminen
Julkaisutyyppi:Diplomityö
Julkaisuvuosi:2013
Sivut:[5] + 52      Kieli:   eng
Koulu/Laitos/Osasto:Lääketieteellisen tekniikan ja laskennallisen tieteen laitos
Oppiaine:Laskennallinen tekniikka   (S-114)
Valvoja:Kaski, Kimmo
Ohjaaja:Linna, Riku
OEVS:
Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje

Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossa

Oppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa.

Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/

Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.

Kirjautuminen asiakaskoneille

  • Aalto-yliopistolaiset kirjautuvat asiakaskoneille Aalto-tunnuksella ja salasanalla.
  • Muut asiakkaat kirjautuvat asiakaskoneille yhteistunnuksilla.

Opinnäytteen avaaminen

  • Asiakaskoneiden työpöydältä löytyy kuvake:

    Aalto Thesis Database

  • Kuvaketta klikkaamalla pääset hakemaan ja avaamaan etsimäsi opinnäytteen Aaltodoc-tietokannasta. Opinnäytetiedosto löytyy klikkaamalla viitetietojen OEV- tai OEVS-kentän linkkiä.

Opinnäytteen lukeminen

  • Opinnäytettä voi lukea asiakaskoneen ruudulta tai sen voi tulostaa paperille.
  • Opinnäytetiedostoa ei voi tallentaa muistitikulle tai lähettää sähköpostilla.
  • Opinnäytetiedoston sisältöä ei voi kopioida.
  • Opinnäytetiedostoa ei voi muokata.

Opinnäytteen tulostus

  • Opinnäytteen voi tulostaa itselleen henkilökohtaiseen opiskelu- ja tutkimuskäyttöön.
  • Aalto-yliopiston opiskelijat ja henkilökunta voivat tulostaa mustavalkotulosteita Oppimiskeskuksen SecurePrint-laitteille, kun tietokoneelle kirjaudutaan omilla Aalto-tunnuksilla. Väritulostus on mahdollista asiakaspalvelupisteen tulostimelle u90203-psc3. Väritulostaminen on maksullista Aalto-yliopiston opiskelijoille ja henkilökunnalle.
  • Ulkopuoliset asiakkaat voivat tulostaa mustavalko- ja väritulosteita Oppimiskeskuksen asiakaspalvelupisteen tulostimelle u90203-psc3. Tulostaminen on maksullista.
Sijainti:P1 Ark Aalto  152   | Arkisto
Avainsanat:sedimentation
knot
DNA
polymer
electrophoresis
topoisomers
ideal knot
sedimentaatio
elektroforeesi
DNA
solmu
polymeeri
topoisomeeri
ideaalisolmu
Tiivistelmä (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.
Tiivistelmä (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.
ED:2013-06-05
INSSI tietueen numero: 46835
+ lisää koriin
INSSI