Пространственные расстояния внутри скомканного полимера со случайными петлями1)
Б. Славов, К. Половников2)
Сколковский институт науки и технологий, 121205 Москва, Россия
Abstract
В качестве минимальной модели организации хромосом была предложена модель
скомканного полимера, дополнительно свернутого в случайные петли. Как
петли влияют на пространственные расстояния в таком полимере? В данной
работе мы исследуем статистику внутрицепочечных расстояний R(s) на
разных масштабах контурной длины s в ансамбле полимерных конфигураций с
вмороженным беспорядком петель. Мы описываем эффект петель, аналитически
решая модель скомканной полимерной цепи, которая долгое время
предлагалась как нулевая модель организации хроматина. Как мы показываем,
цепочка компактизуется при добавлении петель и имеет характерную впадину
на R(s) на масштабе длины в несколько размеров петель λ.
Количественно сравнивая R(s) с поведением функции вероятности контакта
Pc(s), вычисленной нами ранее [3sla-polovnikov_slavov23,3sla-polovnikov22],
мы дополнительно демонстрируем нарушение известного приближения среднего
поля между двумя наблюдаемыми величинами. Последний результат является
ярким отражением негауссовости полимерного ансамбля, вызванным
беспорядком петель. В совокупности наши теоретические выводы прокладывают
путь к количественному анализу параметров хромосом с петлями из данных
микроскопии in vivo и предостерегают исследователей от
использования гауссовых методов анализа усредненных по популяции
экспериментальных данных (например, Hi-C).