Efeitos da elasticidade e blindagem eletrostática nas interações Dna- ligantes estudados via a técnica de pinçamento óptico
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Gerald Weber
Aline Duarte Lúcio
Jose Marcos de Andrade Fiqueiredo
Marcia Cristina Bernardes Barbosa
Aline Duarte Lúcio
Jose Marcos de Andrade Fiqueiredo
Marcia Cristina Bernardes Barbosa
Resumo
Estudamos as mudanças nas propriedades mecânicas em dois diferentes tipos de DNA-ligantes. Foram feitas medidas de estiramentos de moléculas únicas usando a técnica de pinçamento óptico, no qual o comprimento de contorno e o comprimento de persistência do complexo podem ser extraídos. O primeiro complexo estudado envolve a interação da -ciclodextrina neutra com o DNA. A partir dos dados do comprimento de persistência em função da concentração deste fármaco observamos um processo cooperativo na interação DNA--ciclodextrina, determinando parâmetros físico-químicos relevantes. Os resultados indicam que o balanço de forças atrativas e repulsivas é um mediador da cooperatividade observada neste processo. Estudamos também a interação entre a proteína lisozima e a molécula de DNA realizando o mesmo tipo de estiramento em diferentes concentrações de sódio na solução. Os resultados sugerem que o comportamento não monotônico observado do comprimento de persistência do complexo lisozima-DNA neste caso se deve a competição entre dois fatores: (a) o aumento do raio efetivo do complexo que aumenta a rigidez do mesmo e (b) a diminuição da densidade de carga que diminui o comprimento de persistência do complexo lisozima-DNA. Além disso, os resultados experimentais indicam uma mudança na conformação da lisozimaao longo da dupla hélice ao alteramos a concentração de sódio na amostra.
Abstract
We have studied the changes on the mechanical properties of two different types of DNA-ligand complexes. Single molecule stretching experiments were performed by using the optical tweezers technique, from which the contour and persistence lengths of the complexes can be promptly extracted. The rst DNA ligand studied was the neutral-cyclodextrin. From the persistence length behavior as a function of the cyclodextrin concentration, we concluded that a cooperative process occurs for this interaction, determining the relevant physicochemical parameters. The results indicate that the balance between attractive and repulsive forces is a mediator for the cooperativity observedin this process. We also studied the interaction between the protein lysozyme and the DNA molecule performing the same type of stretching experiments at different sodium concentrations in the buffer solution. The results suggest that the observed non-monotonic behavior of the persistence length of the complexes in this case is due to competition between two factors: (a) the increase of the eective diameter of theDNA-lysozyme complexes, which increases its bending rigidity, and (b) the decrease of the negative charge density of the phosphate backbone, which reduces the persistence length. Furthermore, the experimental results indicate a change of the lysozyme conformation bound along the double-helix as we change the sodium concentration in the buffer.
Assunto
Biofísica, Pinçamento óptico, DNA, Acido desoxirribonucleico, Física
Palavras-chave
Física