Estudio del efecto de la temperatura, la hidratación, la longitud y el desorden de la secuencia sobre el gap de energía del ADN

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dc.contributor.advisorPáez González, Carlos José
dc.contributor.authorMesa Suárez, Luis Gabriel
dc.contributor.evaluatorMiranda Mercado, David Alejandro
dc.contributor.evaluatorGarcía Castro, Andrés Camilo
dc.date.accessioned2022-06-08T11:14:32Z
dc.date.available2022-06-08T11:14:32Z
dc.date.created2021
dc.date.issued2021
dc.description.abstractEn el presente trabajo se realiza el estudio de los efectos de diferentes variables del sistema sobre el gap de energía del ADN. Particularmente se estudian los efectos de la temperatura, la hidratación, la longitud y el tipo de secuencia. Para esto se emplea el modelo tight-binding (TB) de cuatro canales, el cuál es un modelo heurístico que captura la esencia de las propiedades eléctricas y de transporte de sistemas mesoscópicos. A partir de este modelo se calcula la densidad de estados (DOS), la razón de participación (PR), el número de participación(NP) y la distribución de la función de onda sobre la red, cantidades físicas que miden el grado de localización de la función de onda electrónica en la red. Se introduce el efecto del desorden estructural variando la concentración en la distribución de los pares de bases, el efecto de la temperatura a través de la disminución en la amplitud del parámetro de hopping entre los sitios moleculares del modelo, la localización de carga sobre el sistema en función de la longitud de la secuencia, y la hidratación mediante la modificación en la energía de lo sitios moleculares. En los resultados se evidencia la apertura de un gap de energía para T > 0 y el aumento del mismo con la temperatura, donde además, las variaciones de longitud y de secuencia no presenta cambios drásticos en la amplitud del gap. Por otro lado, la hidratación refleja importantes efectos sobre la localización electrónica, mostrando una transición de fase tipo semiconductor-conductor, con el aumento del desorden en la energía de sitio. El trabajo complementario incluye el calculo de la RP y la DOS para diferentes modelos tight-binding del ADN.
dc.description.abstractenglishThe present work studied the effects of the system variables on the bandgap of DNA. The effects of temperature, hydration, length, and type of sequence are mainly studied. For this, the tight-binding (TB) four-channel model is used, a heuristic model that captures the essence of electrical and transport properties of mesoscopic systems. From this model, the density of states (DOS), the participation ratio (PR), the participation number(NP) and the distribution of the electronic wave function on the system are calculated, physical quantities that measure the degree of localization of the function. Electronic wave on the network. The effect of structural disorder is introduced by varying the concentration in the distribution of base pairs, the effect of temperature through the decrease in the amplitude of the hopping parameter between the molecular sites of the model, the location of charge on the system as a function of the length of the sequence, and the hydration through the random shift in the energy of the molecular sites. The results show an opening of a gap for T > 0 and the increase with temperature, where, in addition, the variations in length and sequence do not show notable changes in the width of the energy gap. On the other hand, hydration reflects significant effects on electronic location, showing a semiconductor-conductor phase transition with the increasing site energy. The complementary work includes the calculation of the PR and the DOS for different tight-binding models of DNA.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameFísico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/11014
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ciencias
dc.publisher.programFísica
dc.publisher.schoolEscuela de Física
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectADN
dc.subjectGap de energía
dc.subjectTight-binding
dc.subjectLocalización electrónica
dc.subject.keywordDNA
dc.subject.keywordEnergy Gap
dc.subject.keywordTight-Binding
dc.subject.keywordElectronic Localization
dc.titleEstudio del efecto de la temperatura, la hidratación, la longitud y el desorden de la secuencia sobre el gap de energía del ADN
dc.title.englishStudy of the effect of temperature, hydration, length, and sequence disorder on the energy gap of DNA
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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