0.5 Dependència amb la sal de les energies lliures de formació dels parells de bases veïns

El model de primers veïns (PV) descriu acuradament les energies de formació de reaccions d'hibridació d'oligonucleòtids (vegeu la Fig. 17). El model estableix que l'energia de formació d'un parell de bases depèn del propi parell de bases en qüestió i del primer veí. Tenint en compte que hi ha 4 tipus de bases, en total s'esperaria que hi hagués $ 4\times4=16$ possibles combinacions de primers veïns. Això no obstant, degut a diverses simetries del problema, el nombre de combinacions de primers veïns es redueix a 10. L'any 1998, John SantaLucia Jr. va establir els valors d'aquestes 10 energies de formació a partir d'experiments de desnaturalització tèrmica de molècules d'ADN [28]. Des de llavors, aquests valors s'han conegut com els valors unificats d'oligonucleòtids (UO). Aquests valors es poden utilitzar en el model mesoscòpic descrit en la secció 0.3.3 per tal de predir la CFD d'una seqüència donada. Si bé la predicció de la forma de dent de serra de la CFD és qualitativament correcta, a nivell quantitatiu s'observen diferències notables quan es compara amb la mesura experimental de la CFD mesurada amb les minipinces (vegeu la Fig. 18). La predicció de la CFD amb els valors UO sobreestima la força mitjana de ruptura i això s'observa a diferents concentracions de sal. L'objectiu d'aquest capítol és ajustar els 10 valors de les energies de formació dels parells de bases (EFPB) d'acord amb el model de PV per tal de descriure correctament les CFD.

Figura 17: Model de PV. (a) Formació de la cadena doble d'ADN. L'energia de formació ($ \Delta g$) del parell de bases $ i$ depèn d'ell mateix i del primer veí $ i+1$. Cada parell de bases contribueix a l'energia total de formació de la cadena doble d'ADN ($ G(n)$). (b) Les 16 combinacions de primers veïns. Les 12 combinacions ombrejades són simètriques respecte l'eix antidiagonal. En conclusió, només hi ha 10 energies diferents (6 de simètriques i 4 de l'antidiagonal).
\includegraphics[width=\textwidth]{resumfigs/chapter1/SMtechniques.eps}

Figura 18: Discrepàncies entre els experiments de ruptura i la predicció del model de PV amb els valors UO. (a) CFD mesurada i filtrada amb un ample de banda d'1 Hz (corba vermella) i predicció amb els valors UO (corba blava) per a la molècula de 6.8 kpb a 10 mM [NaCl] de concentració de sal. (b) Seqüència de 6.8 kpb a 1 M [NaCl]. Mateix codi de colors que al panell a. (c) Dependència de la força mitjana de ruptura amb la concentració de sal. Punts vermells, mesures experimentals per a la molècula de 6.8 kpb; corba verda, predicció amb els valors UO; punts blaus, mesures per a la molècula de 2.2 kpb; corba taronja, predicció UO per a la molècula de 2.2 kpb. Els valors s'han obtingut a partir de la mitjana dels resultats per a sis molècules. Les barres d'error indiquen l'error en la desviació estàndard entre molècules.
\includegraphics[width=\textwidth]{resumfigs/chapter1/SMtechniques.eps}

D'acord amb el model mesoscòpic, la CFD no només depèn de les 10 EFPB, sinó que la rigidesa de la trampa, les propietats elàstiques de les manetes i la cadena individual també afecten la CFD. La rigidesa de la trampa de l'instrument es pot mesurar directament. Les propietats elàstiques de les manetes són poc rellevants, perquè són molt curtes i gairebé es comporten com barres rígides. Ara bé, la rigidesa de la cadena individual és important, ja que afecta notablement la predicció de la CFD. Per tant, abans de continuar amb la descripció de l'ajust, és necessari determinar les propietats elàstiques de la cadena individual.



Subsections
JM Huguet 2014-02-12