Knoten in Polymeren, DNS und Proteinen: Statistik, Funktion und Evolution
Dr. Peter Virnau (Institut für Physik, Universität Mainz)

"Knoten in Polymeren, DNS und Proteinen: Statistik, Funktion und Evolution"

In diesem Vortrag möchte ich Ihnen einen Überblick über das Auftreten von Knoten in Polymeren, DNS und Proteinen verschaffen. Obwohl Knoten im mathematischen Sinne nur in geschlossenen Kurven definiert sind, kann das Konzept in einem statistischen Zusammenhang auch auf offene Ketten erweitert werden. Zunächst werde ich numerische Simulationen von Einzelketten eines vergröberten Polymermodells vorstellen, welches auf langkettige Alkane abgebildet werden kann. Hierbei zeigt sich, dass im guten Lösungsmittel fast keine Knoten auftreten, während im schlechten Lösungsmittel, also im kollabierten Zustand, die Kette stark verknotet. Vor diesem Hintergrund wird das Auftreten von Knoten bei DNS und Proteinen diskutiert. Bei der DNS hat die Natur im Laufe der Evolutionsgeschichte wirksame Mechanismen entwickelt, die Verknotung bei hoher Packungsdichte verhindern. Bei globularen Proteinen treten Knoten ebenfalls nur selten auf, obwohl es durchaus interessante Ausnahmen gibt, die in diesem Vortrag diskutiert werden sollen.