Calculating hydrodynamic properties of DNA through a second-order Brownian dynamics algorithm

EMBL, Grenoble Outstation, 156X, F-38042 Grenoble Cedex, France.

Abstract

The application of a second-order Brownian Dynamics (BD) algorithm to the computation of the dynamics of bead-string models of linear polymers is described. The procedure is especially adapted for the prediction of quantities such as dynamic light scattering (DLS) and fluorescence polarization anisotropy decay (FPA) from DNA. We compare the translational and rotational diffusion coefficients obtained from the computed trajectories to theoretical expressions. Our results predict successfully light scattering data from a 440 base pair DNA fragment.

Résumé

Nous avons appliqué un algorithme de Dynamique Brownienne de deuxième ordre à la simulation des polymères de sous-unités sphériques, en vue d’une simulation des propriétés hydrodynamiques de l’ADN. Nous comparons les résultats obtenus à partir des trajectoires calculées avec des expressions théoriques pour le coefficient de diffusion et de rotation. Le modèle permet de simuler avec succès les spectres de diffusion dynamique de la lumière d’un fragment d’ADN de 440 paires de bases.