¿Qué tan relevante es la bobina gaussiana para los polímeros proteicos?

Es relevante porque es una primera aproximación, que predice una distribución gaussiana de vectores de distancia de extremo a extremo. Esto es bueno porque de esto y algo de termodinámica, podemos predecir una relación tipo ley de Hooke entre la fuerza y ​​la extensión de la bobina (la constante de resorte depende de la tempreature y la longitud de kuhn).

Para muchos polímeros, esta relación de extensión de fuerza lineal es cierta en algún régimen de forzamiento. Por supuesto, para todos los polímeros, el modelo falla para las extensiones que se aproximan a la extensión completa, ya que una distribución gaussiana tiene un soporte ilimitado y las longitudes de un polímero están claramente delimitadas.

Esto es ciertamente cierto para el ADN. Por ejemplo, se ha demostrado (página en stanford.edu) que para extensiones pequeñas, la curva de extensión de fuerza del ADN parece Hookean (ver figura 1).

También es cierto para algunas proteínas. Esto (página en pnas.org), por ejemplo, es uno de muchos, muchos estudios que realizan estudios de extensión de fuerza de una sola molécula sobre actina, demostrando que, de hecho, el comportamiento a baja extensión es muy lineal.

Un mejor modelo en cualquiera de estos casos es el modelo de cadena tipo gusano, que modela polímeros como cadenas de longitud finita que pueden doblarse continuamente. Esos modelos proporcionan un mejor ajuste tanto en la extensión alta como baja. Para las proteínas con una estructura secundaria extensa, la curva de fuerza-extensión generalmente se parece a un grupo de curvas tipo WLC, con caídas rápidas en la fuerza a medida que los elementos estructurales se rompen (como el perfil de extensión de la fuerza Titin: Titin).