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Electrical current through DNA containing mismatched base pairs

机译：通过包含错配碱基对的DNA的电流

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Mismatched base pairs, such as different conformations of the GA mispair, cause only minor structural changes in the host DNA molecule, thereby making mispair recognition an arduous task. Electron transport in DNA that depends strongly on the hopping transfer integrals between the nearest base pairs, which in turn are affected by the presence of a mispair, might be an attractive approach in this regard. We report here on our investigations, via the I-V characteristics, of the effect of a mispair on the electrical properties of homogeneous and generic DNA molecules. The I-V characteristics of DNA were studied numerically within the double-stranded tight-binding model. The parameters of the tight-binding model, such as the transfer integrals and on-site energies, are determined from first-principles calculations. The changes in electrical current through the DNA chain due to the presence of a mispair depend on the conformation of the GA mispair and are appreciable for DNA consisting of up to 90 base pairs. For homogeneous DNA sequences the current through DNA is suppressed and the strongest suppression is realized for the G(anti)A(syn) conformation of the GA mispair. For inhomogeneous (generic) DNA molecules, the mispair result can be either a suppression or an enhancement of the current, depending on the type of mispairs and actual DNA sequence.
机译：错配的碱基对，例如GA错配的不同构象，只会在宿主DNA分子中引起较小的结构变化，从而使错配识别成为一项艰巨的任务。在这方面，DNA中的电子传输很大程度上取决于最接近的碱基对之间的跳跃转移积分，而后者又受错配的存在影响，这在电子运输中可能是一种有吸引力的方法。我们在这里通过I-V特性报告我们的调查，研究了错配对均质DNA和通用DNA分子的电学性质的影响。在双链紧密结合模型中，对DNA的I-V特性进行了数值研究。紧密约束模型的参数，例如传递积分和现场能量，是根据第一性原理计算确定的。由于错误配对的存在，通过DNA链的电流变化取决于GA错误配对的构象，对于由多达90个碱基对组成的DNA来说，这是可观的。对于同质DNA序列，可以抑制通过DNA的电流，并且可以对GA错误配对的G（反）A（syn）构象实现最强的抑制。对于不均匀的（通用）DNA分子，错误配对的结果可能是电流的抑制或增强，这取决于错误配对的类型和实际的DNA序列。

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