Propriedades dinâmicas de fases condensadas de DNA

• Autor(a) principal: Alves, Cássio
• Data de Publicação: 2010
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-20122010-220157/
• topic: Biofísica; Biophysics; Condensed matter physics; Física da matéria condensada; Físico-química; Image processing.; Mudança de fase; Phase change; Physical Chemistry; Processamento de imagens

A preparação de vetores sintéticos para terapia gênica envolve a encapsulação de DNA em pequenos volumes em altas concentrações e nessas condições sabe-se que as moléculas de DNA podem ser organizar formando estruturas líquido-cristalinas. Essas moléculas, uma vez incorporadas a célula devem difundir e vários trabalhos experimentais têm mostrado que essa difusão é limitada pelo tamanho dos fragmentos de DNA. É nesse contexto que soluções de DNA in vitro constituem um sistema modelo para o estudo de processos dinâmicos de difusão na fase isotrópica e na fase anisotrópica. Neste trabalho investigamos a difusão de fragmentos de DNA de 150 pares de base dispersos em água com concentrações variando no intervalo de 80 a 350 mg/ml, que se situam no domínio da fase isotrópica e da fase colestérica, passando uma região intermedi ária de coexistência de fases. Nessas soluções foi acrescentado sal, em concentração suciente para blindar as interações eletrostáticas repulsivas, de maneira que os fragmentos de DNA podem ser tratados como cilindros rígidos e não interagentes. A técnica de FRAP (Fluorescence Recovery After Photobleach) foi empregada para determinação do coeciente de difusão dos fragmentos de DNA que foram marcados com uma prova uorescente, que se intercala entre os nucleotídios por meio de uma ligação covalente. As imagens de FRAP foram analisadas segundo dois métodos diferentes para ajuste do perl de intensidade de luz na mancha de bleach, que pode ser dado por uma função gaussiana, no caso de um processo de difusão isotrópico, ou uma por uma função de Bessel modicada no caso de um processo de difusão anisotrópico. Na fase isotrópica a função gaussiana é a que melhor descreve o perl de intensidade de luz da mancha de bleach e o valor obtido para o coeciente de difusão dos fragmentos de DNA está em torno de 20 m2=s, que é um valor compatível com os valores encontrados na literatura para soluções de DNA com fragmentos de mesma dimensão na fase isotrópica. Na fase colestérica, a análise das imagens de FRAP mostrou que o perl de intensidade de luz é mais bem ajustado por uma função de Bessel modi- cada, permitindo a determinação dos coecientes, D1 e D2, que correspondem aos coecientes de difusão paralelo e perpendicular à direção de orientação molecular local, respectivamente. Nessa mesofase, os valores obtidos para o coeciente de difusão estão entre 101m2=s e 102m2=s, com uma anisotropia, D1=D2 = 12. Esses resultados são compatíveis com os obtidos para soluções de vírus fd na fase nemática. Também foram feitas medidas para amostras com composição que se situam na região intermediária entre a fase isotrópica e a fase colestérica e que podem apresentar duas ou até três fases em coexistência. A análise das imagens permitiu a identicação de processos de difus ão anisotrópico e isotrópicos, em uma mesma amostra, comprovando a coexistência de fases que não são identicadas apenas pela observação da textura em microscopia de luz polarizada.