ЖЭТФ, Том 163,
Вып. 3,
стр. 428 (Март 2023)
(Английский перевод - JETP,
Vol. 136, No 3,
p. 378,
March 2023
доступен on-line на www.springer.com
)
Модель фрактальной организации хроматина в двумерном пространстве
Григорьев С.В., Шнырков О.Д., Пшеничный К.А., Пустовойт П.М., Яшина Е.Г.
Поступила в редакцию: 25 Марта 2022
DOI: 10.31857/S0044451023030148
Хроматин, состоящий из метровой нити ДНК и сопутствующих белков, плотно, но без запутывания упакован в ядре биологической клетки. При этом существует гипотеза, подтверждаемая экспериментами с использованием технологии захвата конформации хроматина [Lieberman], что кривые, плотно заполняющие пространство (кривая Пеано или кривая Гильберта), являются хорошей теоретической моделью для описания укладки хроматина в ядре. Однако эксперименты по малоугловому рассеянию нейтронов демонстрируют бифрактальную организацию хроматина в интерфазном ядре, показывая наличие логарифмического фрактала на б&оacute;льших масштабах и объемного фрактала - на меньших [ Iashina_JETP]. В работе с помощью метода численного фурье-анализа в двумерном пространстве смоделирован процесс рассеяния нейтронов и представлена модель единого бифрактального объекта. Показано, что в численных экспериментах по рассеянию излучения в двумерном пространстве массовые и логарифмические фракталы существенно отличаются от кривых, заполняющих пространство, и от нефрактальных объектов. Так, для логарифмического фрактала с размерностью Хаусдорфа 2 интенсивность рассеяния уменьшается с ростом координаты Фурье q по степенному закону q-2. Для кривых, заполняющих двумерное пространство, интенсивность убывает по степенному закону q-3, как и для нефрактальных объектов с резкой границей на плоскости. Таким образом, во-первых, показана недостаточность модели кривых, заполняющих пространство, для описания укладки хроматина в ядре биологической клетки, во-вторых, предложена модель единого бифрактального объекта, соединяющего в себе логарифмический и массовый фракталы на различных масштабах, и, в-третьих, предложена модель укладки хроматина, способная описать данные экспериментов как по малоугловому рассеянию нейтронов, так и с использованием технологии захвата конформации хроматина.
|
|