Estudos das propriedades de inosina em DNA através do modelo Peyrard-Bishop e análise dos parâmetros termodinâmicos utilizados na predição de estruturas secundárias de RNA

• Autor(a) principal: Rodolfo Vieira Maximiano
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/SMRA-BBTQR7
• topic: RNA secondary structure english; RNA; Peyrard-Bishop Model; Biofísica; DNA; Modelo Peyrard-Bishop; Acido ribonucleico

Nesta tese apresentaremos diferentes estudos sobre as propriedades de ácidos nucleicos, tanto em termos estruturais, quanto em sua composição. Após uma breve introdução nos conceitos de ácido desoxirribonucleico (deoxyribonucleic acid, DNA), ácido ribonucléico (ribonucleic acid, RNA), e sobre o nucleotídeo da inosina, apresentamos os trabalhos realizados. Em nosso primeiro trabalho fazemos a análise termodinâmica das propriedades físicas dos pareamentos da inosina com diferentes tipos de base que ocorrem no DNA. Usando dados experimentais fomos capazes de determinar os parâmetros físicos do modelo Peyrard-Bishop (PB) que descrevem as configurações das ligações de hidrogênio da inosina com cada base do DNA, e os que descrevem as interações de empilhamento quando o pareamento que contém inosina está adjacente a outros pares do tipo Watson-Crick ao longo da fita. Nossos resultados indicam que duas ligações de hidrogênio são formadas em todos pareamentos de inosina, o que também é uma indicação verificada em estudos de dinâmica molecular envolvendo a hipoxantina ¿ a nucleobase da inosina. Além disso, pudemos encontrar que as interações de empilhamento da inosina com diferentes tipos de pares adjacentes são comparáveis aos dos pares canônicos entre si, com a exceção da adjacência da inosina-guanina, que aparentemente distorce a dupla hélice de DNA de tal forma que torna o empilhamento muito forte ou muito fraco dependendo de qual base irá se acoplar à ele. O segundo trabalho apresentado é um estudo sobre a estabilidade de sequências de RNA através da análise da estrutura secundária das mesmas, e análise da influência da incerteza experimental das medidas dos parâmetros termodinâmicos usados no modelo de próximos vizinhos (nearest-neighbour model, NN) na qualidade da predição de softwares de uso comum para a determinação estruturas secundárias de sequências de RNA. Usando engenharia reversa fomos capazes de utilizar dados de NMR e difração de raio X para determinar o melhor conjunto de parâmetros que otimizam a predição de estruturas. Encontramos que para sequências longas até 800 nucleotídios o uso dos softwares de predição não garante uma predição realista. Milhares de estruturas variantes foram encontradas, que também são igualmente válidas nos limites do erro experimental dos parâmetros de próximos vizinhos usados como argumentos em tais programas, mas que diferem enormemente da estrutura medida experimentalmente. Portanto, esperamos que nossa investigação possa atrair a atenção para os limites apropriados de utilização dos softwares de predição de estrutura secundária.