Análise da divergência na integral de transferência do modelo Peyrard-Bishop de DNA

dc.creatorMateus Rodrigues Leal
dc.date.accessioned2019-08-12T14:40:22Z
dc.date.accessioned2025-09-09T00:52:51Z
dc.date.available2019-08-12T14:40:22Z
dc.date.issued2016-03-17
dc.description.abstractThe Peyrard-Bishop model is a classical approach to describe the molecular interaction in DNA and RNA, where the double strand is considered as perfectly flat, without the characteristic helical torsion. The model Hamiltonian has two potential terms, one which describes the interaction between the bases and another taking into account the stacking between base pairs. The partition function, for a string of N pairs in DNA, results in a multiple integral of 2N variables. Using the transfer integral technique, this multiple integral can be reduced to an eigenvalue problem of dimension N with just one integral of one variable. However,for the Peyrard-Bishop Hamiltonian the form of the potentials causes a numerical divergence problem which is usually circumvented by simply truncating the integral limits. Here, we study in detail the numerical divergence of several variants of the Hamiltonian and also a mathematical method proposed recently to bypass the divergence by mapping the integral to 3D. We show that the addition of a term of torsion in the stacking potential eliminates the divergence. The conditions for the potentials to be convergent were obtained from the analysis of the transfer integral.
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/1843/BUBD-AA8ETR
dc.languagePortuguês
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Gerais
dc.rightsAcesso Aberto
dc.subjectmodelo Peyrard-Bishop
dc.subjectconvergência da integral de transferencia
dc.subjectmodelos estatísticos de DNA
dc.subjectFísica
dc.subject.otherModelo Peyrard-Bishop
dc.subject.otherConvergência da integral de transferência
dc.subject.otherModelos estatísticos de DNA
dc.titleAnálise da divergência na integral de transferência do modelo Peyrard-Bishop de DNA
dc.typeDissertação de mestrado
local.contributor.advisor1Gerald Weber
local.contributor.referee1Ubirajara Agero Batista
local.contributor.referee1Allbens Atman Picardi Faria
local.description.resumoO modelo Peyrard-Bishop é uma aproximação clássica para descrever a interação molecular em DNA e RNA, onde a dupla fita é considerada perfeitamente plana, sem a característica torção helicoidal. A Hamiltoniana do modelo contém dois termos de potencial, um que descreve a ligação de hidrogênio entre as bases e outro que leva em conta o empilhamento entre os pares de bases. A função partição, para uma cadeia de N pares de base no DNA, resulta em uma integral múltipla de 2N variáveis. Usando a técnica de integral de transferência, esta integral múltipla pode ser reduzida para um problema de autovalores de dimensão N com apenas uma integral de uma variável. No entanto, para a Hamiltoniana Peyrard-Bishop, a forma dos potenciais causa um problema de divergência numérica, que usualmente é contornado truncando os limites da integral. Aqui nós estudamos em detalhe o problema numérico de diversas variantes do Hamiltoniano e também uma proposta formulada recentemente para contornar a divergência mapeando a integral em um espaço de integração 3D. Mostramos que a adição de um termo de torc¸ ao no potencial de empilhamento pode eliminar a divergência. Na análise da integral de transferência, obtemos as condições necessárias que devem ser satisfeitas pelo potencial que simula as ligações de hidrogênio.
local.publisher.initialsUFMG

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