Gerak Internal DNA

Gambaran Umum Gerak Internal DNA

Dari sudut pandang fisikawan, molekul DNA tak lain adalah sistem yang terdiri dari banyak atom berinteraksi, tersusun dengan cara tertentu dalam ruang.

Telah ditunjukkan, molekul DNA:

• dalam kondisi eksternal biasa (temperatur, pH, kelembaban, dst) memiliki bentuk heliks ganda;
• heliks bukanlah struktur statis, sebaliknya molekul DNA bersifat sangat fleksibel

Salah satu alasan dari hal ini adalah molekul DNA biasanya dibenamkan dalam ?bak? termal. Tumbukan dengan molekul-molekul larutan yang mengelilingi DNA, interaksi lokal dengan protein memumpun kepada gerak internal DNA.

Beberapa contoh gerak internal yang mungkin dalam DNA:

• perpindahan atom individual dari posisi kesetimbangan mereka;
• perpindahan grup atom, rotasi grup atom mengelilingi ikatan tunggal;
• rotasi basa mengelilingi rantai gula-fosfat;
• tak terbelit lokal (local unwinding) heliks ganda;
• transisi antara bentuk DNA yang berbeda.

Paling sedikit terdapat dua kesimpulan penting yang dapat diambil dari analisis gerak internal DNA [5]:

• gambaran umum gerak internal DNA sangat kompleks: banyak tipe gerak internal dengan waktu karakteristik, amplitudo dan energi aktivasi yang berbeda.
• gerak dapat dibagi ke dalam dua grup utama: gerak internal amplitudo kecil dan gerak internal amplitudo besar.

Untuk mendeskripsikan gerak internal amplitudo kecil, cukup digunakan aproksimasi harmonik (linier). Untuk mendeskripsikan gerak internal amplitudo besar diperlukan pendekatan tak harmonik (nonlinier), karena aproksimasi linier menjadi tak benar ketika amplitudo gerak internal tidak kecil.

Contoh gerak internal amplitudo besar adalah gerak tak terbelit lokal heliks ganda, atau gerak ?formasi keadaan terbuka?. Contoh lain gerak internal amplitudo besar adalah gerak transisi antara keadaan konformasi (bentuk DNA) berbeda. Kedua jenis gerak internal amplitudo besar DNA ini memegang peranan penting dalam pemfungsian DNA