Seite - II - in Charge Transport in DNA - Insights from Simulations

TABLEOFCONTENTS 3 SimulationSetup 39 3.1 TheDNAMolecule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3.1.1 InvestigatedDNASequences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 3.2 MDSimulationofDNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 3.3 DNAunderMechanical Stress . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 3.4 MicrohydratedDNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 4 DNAUnderExperimentalConditions 49 4.1 FreeMDSimulations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 4.2 TheStructuralChangesofDNAuponStretching . . . . . . . . . . . 51 4.3 IrreversibilityofDNAStretching inSimulations . . . . . . . . . . . . 56 4.4 Effects ofLowHydration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 4.5 Effects ofDecreased IonContent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 4.6 Effect ofWater and Ionson theStretchingProfileofDNA . . . . . . 64 4.7 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 5 ChargeTransport inStretchedDNA 69 5.1 InvestigatedSequences andStructures . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 5.2 ChargeTransportCalculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 5.3 SequenceDependentChargeTransport . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 5.4 DetailedStructuralDifferences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 5.5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 6 ChargeTransport inMicrohydratedDNA 79 6.1 InvestigatedSequences andStructures . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 6.2 ChargeTransferParameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 6.3 ChargeTransportCalculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 6.4 DirectDynamicsofChargeTransfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 6.5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 ii