Interacción de la espiral doble con las moléculas e iones pequeños


Tema:
Interacciones Intermoleculares en la Espiral Doble
Enero, 2016



Interacciones Intermoleculares en la Espiral Doble
La temperatura de la espiral doble, es decir la temperatura de transición espiral-ovillo depende linealmente del contenido de pares G C. De aquí no se deduce sin embargo qué la energética de la espiral doble se determine completamente por losenlaces de hidrógeno. Durante la fusión los enlaces de hidrógeno entre las bases se sustituyen por enlaces con moléculas de agua. Por eso es pequeña la diferencia de energía de los enlaces de hidrogeno en la espiral y en el ovillo. También deben existir otros valores que estabilicen la espiral doble.
Junto a las interacciones horizontales de las bases nitrogenadas en su plano en la espiral doble tambiénexisten las interacciones verticales de las bases, pertenecientes a los pares vecinos. Estas interacciones entre las bases paralelas y no complanares están dirigidas perpendicularmente a las bases a lo largo de la eje de la doble espiral.
Las bases nitrogenadas representan -electronicos. Entre los planos de los ciclos -electronicos, situados paralelamente uno a otro, se realiza una graninteracción de dispersión. Por eso, las moléculas planas de los colorantes cuyo colorido se determina por la conjugación de los enlaces -electronicos que resultan ser capaces de formar polímeros en la disolución. Estos polímeros en los que los monómeros están enlazados por fuerzas de dispersión poseen propiedades ópticas singulares ya que en ellos ocurre la transición excitónica de la energía deexcitación. En las espirales dobles de los nucleótidos se manifiestan el empaquetamiento paralelo de las bases en particular, en el efecto del hipocromismo.
Los primeros cálculos teóricos de las interacciones entre las bases nitrogenadas en el ADN mostraron que las interacciones de Van-der Waals (es decir, dipolo-dipolo, inducción y dispersión) en el par GC son muchísimo más fuertes que en el AT.Posteriormente fueron examinadas las interacciones electrostáticas más rigurosamente y también fueron tenidas en cuenta las fuerzas de repulsión con ayuda de los potenciales de átomo –átomo. Fue elaborado en método de computación de la energía de las interacciones horizontales y verticales calculados como una suma de las interacciones de los átomos. Se determina la suma de energías de las interaccioneselectrostáticas y de polarización y la energía de repulsión. Con ayuda de los métodos aproximados de la química cuántica se determinan las cargas de los átomos y enlaces. Los cálculos de la energía de una serie de cristales moleculares y su comparación con los valores experimentales del calor de sublimación sirven como control de efectividad del método de cálculo. Para la naftalina se halló 75.6KJ/mol (en el experimento 72,4), para el antraceno 104.2 (en el experimento 98,8 100 104,2). Estas cifras no dan una representación sobre el orden de magnitud de las interacciones verticales. La energía mayor corresponde a los pares antiparalelos vecinos CG, GC. No exponemos los datos numéricos ya que ellos por ahora no son unívocos y depende esencialmente del método de cálculo. Por lo visto laenergía de interacción vertical varia para los distintos pares entre los límites de 40-60 KJ/mol lo que supera visiblemente a la energía de los enlaces de hidrogeno.
Interacción de la espiral doble con las moléculas e iones pequeños
La investigación de la interacción del ADN y ARN con las moléculas pequeñas es importantes para el conocimiento de la estructura de los ácidos nucleicos y de suscambios. Las moléculas pequeñas en una serie de casos influyen sustancialmente en la función biológica del ADN y ARN. Unas de ellas son múgatenos se refieren, en particular, lo colorantes acridinicos, por ejemplo:




Por otra parte las moléculas de las proteínas, que también son pequeñas en relación con el ADN regulan los procesos moleculares genéticos fundamentales.
Crothers, Gurski y Zasedatelev...