Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Direct Simulation of the Self-Assembly of a Small DNA Origami
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2016-01-22 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsnano.5b05865 Benedict E. K. Snodin 1 , Flavio Romano 1 , Lorenzo Rovigatti 2 , Thomas E. Ouldridge 3 , Ard A. Louis 4 , Jonathan P. K. Doye 1
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2016-01-22 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsnano.5b05865 Benedict E. K. Snodin 1 , Flavio Romano 1 , Lorenzo Rovigatti 2 , Thomas E. Ouldridge 3 , Ard A. Louis 4 , Jonathan P. K. Doye 1
Affiliation
|
By using oxDNA, a coarse-grained nucleotide-level model of DNA, we are able to directly simulate the self-assembly of a small 384-base-pair origami from single-stranded scaffold and staple strands in solution. In general, we see attachment of new staple strands occurring in parallel, but with cooperativity evident for the binding of the second domain of a staple if the adjacent junction is already partially formed. For a system with exactly one copy of each staple strand, we observe a complete assembly pathway in an intermediate temperature window; at low temperatures successful assembly is prevented by misbonding while at higher temperature the free-energy barriers to assembly become too large for assembly on our simulation time scales. For high-concentration systems involving a large staple strand excess, we never see complete assembly because there are invariably instances where two copies of the same staple both bind to the scaffold, creating a kinetic trap that prevents the complete binding of either staple. This mutual staple blocking could also lead to aggregates of partially formed origamis in real systems, and helps to rationalize certain successful origami design strategies.
中文翻译：
小DNA折纸的自组装的直接模拟
通过使用oxDNA（DNA的粗粒度核苷酸级模型），我们能够从溶液中的单链支架和钉书钉链直接模拟小的384个碱基对的折纸的自组装。通常，我们看到新订书钉链的连接平行发生，但如果相邻结已经部分形成，则对订书钉第二区域的结合具有明显的协同作用。对于每条钉书钉只有一个副本的系统，我们在中间温度窗口中观察到完整的组装路径；在低温条件下，成功地组装会因粘接不当而受到阻碍，而在较高温度下，组装的自由能壁垒对于我们的仿真时间尺度而言对于组装而言变得太大了。对于涉及大量订书钉过多的高浓度系统，我们永远不会看到完整的组装，因为在某些情况下总是有相同钉书钉的两个副本都绑定到支架上的情况，从而形成了一个动力学陷阱，从而阻止了任何一个钉书钉的完全绑定。这种相互装订的钉扎也会在实际系统中导致部分形成的折纸聚集，并有助于合理化某些成功的折纸设计策略。
更新日期：2016-01-22
中文翻译：
小DNA折纸的自组装的直接模拟
通过使用oxDNA（DNA的粗粒度核苷酸级模型），我们能够从溶液中的单链支架和钉书钉链直接模拟小的384个碱基对的折纸的自组装。通常，我们看到新订书钉链的连接平行发生，但如果相邻结已经部分形成，则对订书钉第二区域的结合具有明显的协同作用。对于每条钉书钉只有一个副本的系统，我们在中间温度窗口中观察到完整的组装路径；在低温条件下，成功地组装会因粘接不当而受到阻碍，而在较高温度下，组装的自由能壁垒对于我们的仿真时间尺度而言对于组装而言变得太大了。对于涉及大量订书钉过多的高浓度系统，我们永远不会看到完整的组装，因为在某些情况下总是有相同钉书钉的两个副本都绑定到支架上的情况，从而形成了一个动力学陷阱，从而阻止了任何一个钉书钉的完全绑定。这种相互装订的钉扎也会在实际系统中导致部分形成的折纸聚集，并有助于合理化某些成功的折纸设计策略。
京公网安备 11010802027423号