Неупорядоченные полимеры

Рассматривается одиночная макромолекула с такими формами беспорядка, как разветвления, узлы и гетерогенные последовательности химически различных мономерных звеньев. Во всех случаях рассматриваются математически простейшие подходы, достаточные для достижения физического понимания. Для разветвленных полимеров изложена простая теория типа Флори, демонстрирующая различие классов универсальности для полимеров с замороженными и размороженными ветвлениями. Для узлов рассмотрена другая теория типа Флори, описывающая как набухание и/или коллапс полимерного кольца с замороженной топологией, так и распределение по узлам для размороженного случая. Для рассмотрения гетерополимеров систематически используется так называемая модель случайных энергий (МСЭ) Дерриды, заимствованная из теории спиновых стекол. Она позволяет описать просто и вместе с тем строго как стеклование глобулы гетерополимера со случайной последовательностью, так и конструирование последовательностей с энергетически оптимизированной конформацией основного состояния. Наряду с аналитической теорией рассматриваются компьютерные тесты стеклования пространственной структуры и конструирования последовательностей. Гипотеза о том, что в ходе биологической и/или предбиологической эволюции первичные структуры белков прошли стадию конструирования, ведет к предсказанию определенного типа корреляций в последовательностях белков. Изложенные в работе статистические тесты действительно выявляют корреляции предсказанного типа.