{"id":{"repo_id":"athens","oai_identifier":"oai:lib.uoa.gr:uoadl:5426294"},"canonical_url":"https://search.dev.ndltd.org/etd/athens/oai:lib.uoa.gr:uoadl:5426294","repository":{"repo_id":"athens","name":"National and Kapodistrian University of Athens","base_url":"https://pergamos.lib.uoa.gr/uoa/dl/frontend/oaipmh"},"display":{"title":"Παράμετροι Αλληλεπίδρασης Ισχυρής Δέσμευσης μεταξ΄υ ζευγών βάσεων DNA με έμφαση σε μεταλλάξεις και μεθυλιώσεις","abstract":"Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει στον υπολογισμό παραμέτρων Ισχυρής Δέσμευσης (Tight Binding) για ζεύγη βάσεων DNA, με σκοπό τη μοντελοποίηση της ηλεκτρονικής δομής και της συνεκτικής (και μη συνεκτικής) μεταβίβασης και μεταφοράς φορτίου κατά μήκος της διπλής έλικας. Η μεθοδολογία βασίζεται στη θεωρία LCAO (Linear Combination of Atomic Orbitals), όπου η κατάσταση κάθε ζεύγους βάσεων περιγράφεται ως γραμμικός συνδυασμός όλων των τροχιακών σθένους όλων των ατόμων που το απαρτίζουν. Αρχικά κατασκευάζονται οι γεωμετρίες των βάσεων και των ζευγών βάσεων B-DNA, και στη συνέχεια υπολογίζεται ο πλήρης πίνακας Χαμιλτονιανής με χρήση επιτόπιων ενεργειών και ολοκληρωμάτων αλληλεπίδρασης τύπου Slater–Koster, σε συνδυασμό με παραμετροποιήσεις τύπου Harrison. Από τη διαγωνιοποίηση της Χαμιλτονιανής εξάγονται οι ιδιοενέργειες και τα ιδιοανύσματα, με ιδιαίτερη έμφαση στα μοριακά τροχιακά HOMO και LUMO, τα οποία χρησιμοποιούνται για την κατασκευή ενός αδρομερούς προτύπου ισχυρής δέσμευσης. Κύρια πρωτότυπη συνεισφορά της παρούσας εργασίας αποτελεί η εφαρμογή διαδικασίας βελτιστοποίησης της γεωμετρίας των DNA δομών με DFT (Density Functional Theory, Θεωρία Συναρτησιακού Πυκνότητας), με στόχο την ακριβέστερη περιγραφή των ατομικών αποστάσεων και των γωνιών των δεσμών. Η γεωμετρική αυτή βελτιστοποίηση επιδρά άμεσα στις τιμές των ολοκληρωμάτων αλληλεπίδρασης και, κατ’ επέκταση, στις ηλεκτρονικές ιδιότητες που προκύπτουν από το μοντέλο. Τα αποτελέσματα της εργασίας συμβάλλουν στη βελτιωμένη κατανόηση των μηχανισμών ηλεκτρονικής σύζευξης και μετακίνησης φορτίου στο DNA και μπορούν να αξιοποιηθούν σε θεωρητικές μελέτες βιομοριακών νανοδομών.","abstract_html":"Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει στον υπολογισμό παραμέτρων Ισχυρής Δέσμευσης (Tight Binding) για ζεύγη βάσεων DNA, με σκοπό τη μοντελοποίηση της ηλεκτρονικής δομής και της συνεκτικής (και μη συνεκτικής) μεταβίβασης και μεταφοράς φορτίου κατά μήκος της διπλής έλικας. Η μεθοδολογία βασίζεται στη θεωρία LCAO (Linear Combination of Atomic Orbitals), όπου η κατάσταση κάθε ζεύγους βάσεων περιγράφεται ως γραμμικός συνδυασμός όλων των τροχιακών σθένους όλων των ατόμων που το απαρτίζουν. Αρχικά κατασκευάζονται οι γεωμετρίες των βάσεων και των ζευγών βάσεων B-DNA, και στη συνέχεια υπολογίζεται ο πλήρης πίνακας Χαμιλτονιανής με χρήση επιτόπιων ενεργειών και ολοκληρωμάτων αλληλεπίδρασης τύπου Slater–Koster, σε συνδυασμό με παραμετροποιήσεις τύπου Harrison. Από τη διαγωνιοποίηση της Χαμιλτονιανής εξάγονται οι ιδιοενέργειες και τα ιδιοανύσματα, με ιδιαίτερη έμφαση στα μοριακά τροχιακά HOMO και LUMO, τα οποία χρησιμοποιούνται για την κατασκευή ενός αδρομερούς προτύπου ισχυρής δέσμευσης. Κύρια πρωτότυπη συνεισφορά της παρούσας εργασίας αποτελεί η εφαρμογή διαδικασίας βελτιστοποίησης της γεωμετρίας των DNA δομών με DFT (Density Functional Theory, Θεωρία Συναρτησιακού Πυκνότητας), με στόχο την ακριβέστερη περιγραφή των ατομικών αποστάσεων και των γωνιών των δεσμών. Η γεωμετρική αυτή βελτιστοποίηση επιδρά άμεσα στις τιμές των ολοκληρωμάτων αλληλεπίδρασης και, κατ’ επέκταση, στις ηλεκτρονικές ιδιότητες που προκύπτουν από το μοντέλο. Τα αποτελέσματα της εργασίας συμβάλλουν στη βελτιωμένη κατανόηση των μηχανισμών ηλεκτρονικής σύζευξης και μετακίνησης φορτίου στο DNA και μπορούν να αξιοποιηθούν σε θεωρητικές μελέτες βιομοριακών νανοδομών.","abstract_has_math":false,"creators":["ΚΕΝΤΡΙΑΝΟΣ ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ","KENTRIANOS VASILEIOS"],"institution":null,"degree_name":null,"degree_level":null,"degree_discipline":null,"degree_department":null,"school":null,"contributors":[],"advisors":[],"committee_chairs":[],"committee_members":[],"year":2026,"date_issued":"2026","date_published":"2026","updated_at":"2026-08-21T16:41:59Z","subjects":["Θετικές Επιστήμες","Science"],"languages":["Ελληνικά","Greek"],"rights":[],"rights_urls":[],"identifier_entries":[{"key":"dc:identifier","label":"Identifier","values":["uoadl:5426294"],"render_values":[{"text":"uoadl:5426294","href":null,"code":true}]}]},"links":{"outbound_url":"https://pergamos.lib.uoa.gr/uoa/dl/object/5426294","outbound_label":"Repository record","outbound_source":"dc:identifier"},"source_record":{"url":"https://pergamos.lib.uoa.gr/uoa/dl/frontend/oaipmh?verb=GetRecord&metadataPrefix=oai_dc&identifier=oai%3Alib.uoa.gr%3Auoadl%3A5426294","prefix":"oai_dc"},"metadata_groups":[{"id":"people","label":"People","entries":[{"key":"dc:creator","label":"Author","values":["ΚΕΝΤΡΙΑΝΟΣ ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ","KENTRIANOS VASILEIOS"]}]},{"id":"academic_context","label":"Academic Context","entries":[{"key":"dc:date","label":"Dc Date","values":["2026"]},{"key":"dc:type","label":"Dc Type","values":["born_digital_postgraduate_thesis","Διπλωματική Εργασία","Postgraduate Thesis"]}]},{"id":"subjects_keywords","label":"Subjects and Keywords","entries":[{"key":"dc:subject","label":"Dc Subject","values":["Θετικές Επιστήμες","Science"]}]},{"id":"language_rights","label":"Language and Rights","entries":[{"key":"dc:language","label":"Dc Language","values":["Ελληνικά","Greek"]}]},{"id":"identifiers","label":"Identifiers","entries":[{"key":"dc:identifier","label":"Identifier","values":["uoadl:5426294","https://pergamos.lib.uoa.gr/uoa/dl/object/5426294"]}]},{"id":"additional","label":"Additional Metadata","entries":[{"key":"dc:description","label":"Description","values":["Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει στον υπολογισμό παραμέτρων Ισχυρής Δέσμευσης (Tight Binding) για ζεύγη βάσεων DNA, με σκοπό τη μοντελοποίηση της ηλεκτρονικής δομής και της συνεκτικής (και μη συνεκτικής) μεταβίβασης και μεταφοράς φορτίου κατά μήκος της διπλής έλικας. Η μεθοδολογία βασίζεται στη θεωρία LCAO (Linear Combination of Atomic Orbitals), όπου η κατάσταση κάθε ζεύγους βάσεων περιγράφεται ως γραμμικός συνδυασμός όλων των τροχιακών σθένους όλων των ατόμων που το απαρτίζουν. Αρχικά κατασκευάζονται οι γεωμετρίες των βάσεων και των ζευγών βάσεων B-DNA, και στη συνέχεια υπολογίζεται ο πλήρης πίνακας Χαμιλτονιανής με χρήση επιτόπιων ενεργειών και ολοκληρωμάτων αλληλεπίδρασης τύπου Slater–Koster, σε συνδυασμό με παραμετροποιήσεις τύπου Harrison. Από τη διαγωνιοποίηση της Χαμιλτονιανής εξάγονται οι ιδιοενέργειες και τα ιδιοανύσματα, με ιδιαίτερη έμφαση στα μοριακά τροχιακά HOMO και LUMO, τα οποία χρησιμοποιούνται για την κατασκευή ενός αδρομερούς προτύπου ισχυρής δέσμευσης. Κύρια πρωτότυπη συνεισφορά της παρούσας εργασίας αποτελεί η εφαρμογή διαδικασίας βελτιστοποίησης της γεωμετρίας των DNA δομών με DFT (Density Functional Theory, Θεωρία Συναρτησιακού Πυκνότητας), με στόχο την ακριβέστερη περιγραφή των ατομικών αποστάσεων και των γωνιών των δεσμών. Η γεωμετρική αυτή βελτιστοποίηση επιδρά άμεσα στις τιμές των ολοκληρωμάτων αλληλεπίδρασης και, κατ’ επέκταση, στις ηλεκτρονικές ιδιότητες που προκύπτουν από το μοντέλο. Τα αποτελέσματα της εργασίας συμβάλλουν στη βελτιωμένη κατανόηση των μηχανισμών ηλεκτρονικής σύζευξης και μετακίνησης φορτίου στο DNA και μπορούν να αξιοποιηθούν σε θεωρητικές μελέτες βιομοριακών νανοδομών.","This thesis focuses on the calculation of Tight Binding parameters for DNA base pairs, aiming to model the electronic structure and coherent and incoherent charge transfer and transport along the double helix. The methodology is based on the LCAO (Linear Combination of Atomic Orbitals) theory, where the state of each base pair is described as a linear combination of all the valence orbitals of all its constituent atoms. Initially, the geometries of the B-DNA bases and base pairs are constructed, and then the full Hamiltonian matrix is calculated using on-site energies and Slater-Koster type interaction integrals, in combination with Harrison-type parameterizations. By diagonalizing the Hamiltonian, the eigenvalues and eigenvectors are extracted, with particular emphasis on the HOMO and LUMO molecular orbitals, which are used to construct a coarse-grained tight-binding model. The main original contribution of this work is the application of a geometry optimization process for the DNA structures using DFT (Density Functional Theory), aiming at a more accurate description of atomic distances and bond angles. This geometric optimization directly affects the values of the interaction integrals and, consequently, the electronic properties derived from the model. The results of this work contribute to an improved understanding of the mechanisms of electronic coupling and charge transfer in DNA and can be utilized in theoretical studies of biomolecular nanostructures."]},{"key":"dc:title","label":"Title","values":["Παράμετροι Αλληλεπίδρασης Ισχυρής Δέσμευσης μεταξ΄υ ζευγών βάσεων DNA με έμφαση σε μεταλλάξεις και μεθυλιώσεις"]}]}],"canonical_facts":{"dc:creator":["ΚΕΝΤΡΙΑΝΟΣ ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ","KENTRIANOS VASILEIOS"],"dc:date":["2026"],"dc:description":["Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει στον υπολογισμό παραμέτρων Ισχυρής Δέσμευσης (Tight Binding) για ζεύγη βάσεων DNA, με σκοπό τη μοντελοποίηση της ηλεκτρονικής δομής και της συνεκτικής (και μη συνεκτικής) μεταβίβασης και μεταφοράς φορτίου κατά μήκος της διπλής έλικας. Η μεθοδολογία βασίζεται στη θεωρία LCAO (Linear Combination of Atomic Orbitals), όπου η κατάσταση κάθε ζεύγους βάσεων περιγράφεται ως γραμμικός συνδυασμός όλων των τροχιακών σθένους όλων των ατόμων που το απαρτίζουν. Αρχικά κατασκευάζονται οι γεωμετρίες των βάσεων και των ζευγών βάσεων B-DNA, και στη συνέχεια υπολογίζεται ο πλήρης πίνακας Χαμιλτονιανής με χρήση επιτόπιων ενεργειών και ολοκληρωμάτων αλληλεπίδρασης τύπου Slater–Koster, σε συνδυασμό με παραμετροποιήσεις τύπου Harrison. Από τη διαγωνιοποίηση της Χαμιλτονιανής εξάγονται οι ιδιοενέργειες και τα ιδιοανύσματα, με ιδιαίτερη έμφαση στα μοριακά τροχιακά HOMO και LUMO, τα οποία χρησιμοποιούνται για την κατασκευή ενός αδρομερούς προτύπου ισχυρής δέσμευσης. Κύρια πρωτότυπη συνεισφορά της παρούσας εργασίας αποτελεί η εφαρμογή διαδικασίας βελτιστοποίησης της γεωμετρίας των DNA δομών με DFT (Density Functional Theory, Θεωρία Συναρτησιακού Πυκνότητας), με στόχο την ακριβέστερη περιγραφή των ατομικών αποστάσεων και των γωνιών των δεσμών. Η γεωμετρική αυτή βελτιστοποίηση επιδρά άμεσα στις τιμές των ολοκληρωμάτων αλληλεπίδρασης και, κατ’ επέκταση, στις ηλεκτρονικές ιδιότητες που προκύπτουν από το μοντέλο. Τα αποτελέσματα της εργασίας συμβάλλουν στη βελτιωμένη κατανόηση των μηχανισμών ηλεκτρονικής σύζευξης και μετακίνησης φορτίου στο DNA και μπορούν να αξιοποιηθούν σε θεωρητικές μελέτες βιομοριακών νανοδομών.","This thesis focuses on the calculation of Tight Binding parameters for DNA base pairs, aiming to model the electronic structure and coherent and incoherent charge transfer and transport along the double helix. The methodology is based on the LCAO (Linear Combination of Atomic Orbitals) theory, where the state of each base pair is described as a linear combination of all the valence orbitals of all its constituent atoms. Initially, the geometries of the B-DNA bases and base pairs are constructed, and then the full Hamiltonian matrix is calculated using on-site energies and Slater-Koster type interaction integrals, in combination with Harrison-type parameterizations. By diagonalizing the Hamiltonian, the eigenvalues and eigenvectors are extracted, with particular emphasis on the HOMO and LUMO molecular orbitals, which are used to construct a coarse-grained tight-binding model. The main original contribution of this work is the application of a geometry optimization process for the DNA structures using DFT (Density Functional Theory), aiming at a more accurate description of atomic distances and bond angles. This geometric optimization directly affects the values of the interaction integrals and, consequently, the electronic properties derived from the model. The results of this work contribute to an improved understanding of the mechanisms of electronic coupling and charge transfer in DNA and can be utilized in theoretical studies of biomolecular nanostructures."],"dc:identifier":["uoadl:5426294","https://pergamos.lib.uoa.gr/uoa/dl/object/5426294"],"dc:language":["Ελληνικά","Greek"],"dc:subject":["Θετικές Επιστήμες","Science"],"dc:title":["Παράμετροι Αλληλεπίδρασης Ισχυρής Δέσμευσης μεταξ΄υ ζευγών βάσεων DNA με έμφαση σε μεταλλάξεις και μεθυλιώσεις"],"dc:type":["born_digital_postgraduate_thesis","Διπλωματική Εργασία","Postgraduate Thesis"]},"updated_at":"2026-08-21T16:41:59Z"}