Estudio del efecto de la temperatura, la hidratación, la longitud y el desorden de la secuencia sobre el gap de energía del ADN - Mesa Suárez, Luis Gabriel (Universidad Industrial de Santander, 2021)
En 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.
Study of the effect of temperature, hydration, length, and sequence disorder on the energy gap of DNA
Keywords: ADN; Gap de energía; Tight-binding; Localización electrónica; DNA; Energy Gap; Tight-Binding; Electronic Localization